Na análise e avaliação de eventos potenciadores de avarias (falhas), a demonstração que o
pipeline, contínua apto para desempenhar a função definida no projecto, aplicam-se as
metodologias estabelecidas na Norma API 579 (2004): Fitness for Service, que enquadram uma série de procedimentos de engenharia, com o objectivo de reduzir o Risco.
Da implementação destes procedimentos, implica que o pipeline se mantém apto para desempenhar a sua função, nas condições, e no tempo, com os eventos de avaria (falha) analisados e avaliados nas inspecções do Plano de Manutenção, indicando também em futuras acções de Manutenção, a caracterização das avarias (falhas) através da sua monitorização no terreno, quais as situações criticas que induzam acções de melhoria a encetar.
Como constatado no terreno, os pipelines de GN podem danificar-se durante o seu Ciclo de Vida, desde defeitos metalúrgicos introduzidos no fabrico dos tubos, defeitos de construção, defeitos de corrosão e fundamentalmente, defeitos causados por interferência externa (carregamentos sobre a servidão que contém o pipeline).
Para garantir a integridade estrutural, é importante determinar o impacto de um eventual defeito, em conformidade com uma avaliação de aptidão ao serviço, do pipeline em condições de operação.
José Rocha Soares 166
- Detecção de defeitos
A detecção de defeitos é um primeiro procedimento de uma eventual acção de melhoria implementada pela Manutenção (correctiva). A metodologia de um Programa de Aptidão ao Serviço, assenta na aplicação das técnicas da mecânica da fractura (como anteriormente exemplificado) implica que ao serem detectados os defeitos (eventos de avaria/falha que os provocam), o seu significado/importância é caracterizado (analisado e avaliado).
- Resposta aos defeitos detectados
Antes de iniciar a avaliação dos defeitos, é necessário assegurar a Segurança do pipeline, através de um Plano de emergência, que assegure o seguinte:
. Reduzir a pressão de operação, a um nível seguro e planear eventuais reduções de Pressão ou isolamento de áreas do pipeline para futura Manutenção correctiva (reparações);
. Tratamento de informação, fazer a análise e avaliação de informação crítica que dê origem ao estabelecimento de procedimentos de engenharia;
. Identificação do local de abordagem do evento que originou o defeito, analisar e avaliar a zona do pipeline para definir os requisitos técnicos e humanos a implementar.
- Abordagem aos defeitos
Os defeitos reportados, podem ser determinados utilizando os métodos de Aptidão ao Serviço. A urgência de análise e eventual acção de melhoria, através de Manutenção correctiva, sobre o defeito, depende de:
. Nível de severidade;
. A afectação de vidas humanas; . A ameaça ambiental;
. A imposição Regulamentar;
. Implicações em futuras falhas/avarias.
A análise e avaliação de defeitos, através de eventos que os potenciam, requer uma abordagem estruturada e sistemática, de forma a se implementarem estratégias de inspecção que induzam a Manutenção a realizar no pipeline
A implementação no terreno, da Metodologia de análise e avaliação de eventos potenciadores de avaria/falha num pipeline de GN, assente num Programa de Aptidão ao Serviço (que garante a sua integridade estrutural), segue o estabelecido na Figura 6.8, onde os requisitos Regulamentares e Códigos aplicáveis são executados por
procedimentos e técnicas de engenharia, através dos recursos humanos certificados e qualificados com a utilização de materiais adequados ao fim em vista.
Figura 6.8 – Algoritmo de análise e avaliação da falha/avaria, Manutenção do pipeline
A Manutenção do pipeline, tem como objectivo manter a probabilidade de falha/avaria num nível aceitável e consistente. Fazendo depender assim a probabilidade de falha, do intervalo de inspecção (em eventos de falha, cujos modos de avaria sejam condicionados pelo tempo, exemplo: corrosão, certos defeitos de construção, soldadura e materiais). Portanto deve ser encontrado o intervalo de tempo entre inspecções que permita uma probabilidade aceitável de avaria/falha.
Esta probabilidade aceitável de falha, depende de um nível de Risco (pré definido) aceitável que é função (depende) das consequências da falha.
ESCAVAÇÃO RELATÓRIO DE AVARIA REDUÇÃO DA PRESSÃO INSPECÇÃO VISUAL FUGA DE GN LIMPEZA AVALIAÇÃO DA AVARIA PROCEDIMENTO DE REPARAÇÃO REPARAÇÃO PERMANENTE AUSÊNCIA DE FUGA AUSÊNCIA DE GN REPARAÇÃO TEMPORÁRIA PLANO DE REPARAÇÃO PERMANENTE RECOMISSIONAMENTO GN VISÍVEL
José Rocha Soares 168
Para ser possível a avaliação da criticidade das situações de falha encontradas e fazer uma avaliação do nível de Risco, têm que ser encontrados valores de probabilidade de falha e de probabilidade de consequência. Os níveis definidos para cada caso, mostrados nas tabelas 6.1 e 6.2, foram encontrados através da experiência do autor e permitem estabelecer a matriz de criticidade para cada caso em análise.
A tabela 6.1 ordena os objectivos propostos para as probabilidades de falha (e as probabilidades de sobrevivência associadas) para cinco níveis de Consequência: 1- baixo (sem implicações de Segurança), até 5- alto (com significativas implicações de Segurança). Estes cálculos de objectivos de probabilidades de falha, são interpretados como probabilidades de falha por km de pipeline.
Tabela 6.1 – Objectivos propostos de falha e probabilidades de sobrevivência
Nível de Consequência Objectivo proposto para a Probabilidade de Falha
[km.ano]
Objectivo proposto para a Probabilidade de Sobrevivência 1 10,00% 90,00% 2 1,00% 99,00% 3 0,10% 99,90% 4 0,01% 99,99% 5 0,001% 99,999%
Na tabela 6.2 são propostos níveis de Severidade para valores estimados para a Vida Restante do pipeline. Ordenados os níveis de Severidade dos incidentes, em: Alto; Médio, e Baixo. O nível da Severidade de um incidente depende da natureza do incidente assim como do Projecto/Construção do pipeline e do nível de Manutenção (p.e: protecção contra carregamentos sobre a tubagem).
Tabela 6.2 – Proposta de definição do nível de Severidade de incidentes vs estimativa de Vida Restante do pipeline.
Nível de Severidade Estimativa de Vida Restante [anos]
Alto 3
Médio 10
Baixo 50
O objectivo da aplicação de Procedimentos de Aptidão ao Serviço - FFP, a um pipeline de GN [6.7], é o de determinar a sua capacidade, de continuar em operação, embora tendo sido detectados eventos potenciadores de avaria (p.e estruturais).
Os Operadores de pipelines, inspeccionam e monitorizam a condição estrutural dos seus pipelines usando as técnicas de avaliação de Aptidão ao Serviço e Avaliação de Risco, assente da seguinte forma:
. Pró-activa, assegurando que a estrutura do pipeline não se danifica, tornando-se
defeituosa;
. Reactiva, assegurando que o dano existente ou defeito, é detectado antes de causarem um problema grave (p.e colapso do pipeline).
Uma análise FFP, emprega métodos para analisar e avaliar, se os eventos potenciadores de avaria, identificados na monitorização da condição estrutural do pipeline, devem ser considerados defeitos e portanto, apresentam um potencial problema Risco.
O que se espera da aplicação de uma metodologia FFP, é poder decidir: continuar a operar o pipeline na condição estrutural actual; alterar as condições de operação; implementar acções de Manutenção correctiva – reparação; substituição de um elemento (tubo); ou, monitorizar a sua condição. Se a condição estrutural do pipeline dever ser entendida como o de ser monitorizada, então uma análise FFP, deve providenciar indicações em Programas de monitorização da condição estrutural do pipeline, assentes na aplicação de técnicas não destrutivos e Procedimentos RBI.
Os Procedimentos FFP, são avaliações quantitativas de engenharia, que são executadas para demonstrar a integridade estrutural de um pipeline em Serviço, contendo um defeito
José Rocha Soares 170
ou dano. A aceitação Regulamentar é referenciada no Código de Inspecção aplicável a
pipelines de GN, API 579 Piping.
A análise da base de dados da Inspecção, fornece informação valiosa sobre os defeitos presentes no pipeline (ou dos eventos que os possam potenciar), porém os Procedimentos FFP, transformam esta informação em conhecimento real, empregando procedimentos de engenharia mecânica, como a mecânica da fractura, para determinar a verdadeira contribuição desses defeitos na deterioração e eventual colapso do pipeline.
Os Procedimentos FFP assentam em Códigos de avaliação, que derivam de informação empírica de análise de tensões, podendo também utilizar técnicas como elementos finitos FEA, e modelos de estatística (Monte Carlo) ou de fiabilidade.
O Risco é definido, em conformidade com critérios preestabelecidos, no projecto do
pipeline ASME B 31.8, e posteriormente, na Gestão do pipeline em operação. Constrói-se
um Modelo, que elenca as origens do Risco e as quantifica em função da sua contribuição para o Risco de colapso do pipeline.
Um Modelo de Risco é construído com toda a informação proveniente das inspecções, testes e demais técnicas de engenharia que avaliam o pipeline em operação. Interpretando todas as informações recolhidas, o Modelo de Risco é capaz de identificar as causas que mais provavelmente poderão contribuir para um potencial colapso, de estabelecer os melhoramentos a introduzir, no sentido de minimizar o Risco, e de analisar e avaliar o impacto das soluções propostas para implementação no terreno.
- Avaliação da aptidão do pipeline face às condições de operação operation assessment. Para se avaliar a aptidão do pipeline em termos de qualidade e segurança, é necessário compreender a interacção entre os defeitos, as situações de carregamento, as condições ambientais e as propriedades dos materiais, quer no início da actividade quer durante a vida útil de funcionamento do pipeline. A determinação do grau de adequação ao uso
fitness for pourpose do pipeline, deve considerar todos os modos possíveis de avaria ou falha, mesmo sendo certo que alguns deles são bem mais graves do que outros.
- Os principais modos de avaria são os seguintes: . Excesso de deformação por carregamento externo;
. Corrosão com perda geral do material ou fractura por corrosão sob tensão; . Construção;
. Soldadura; . Materiais.