Os ensaios de pressão em tubos verificam se um tubo de aço ou um sistema completo consegue manter uma pressão especificada sem fugas ou deformações indesejáveis. Este guia compara os ensaios realizados em fábrica e no terreno, os métodos hidrostáticos e pneumáticos, os registos dos ensaios e as informações que os compradores devem incluir num pedido de cotação.
Todos os cachimbos mencionados neste artigo são vendidos pela PANDAPIPE.
Ensaio de pressão de tubagens verifica se um tubo de aço ou um sistema de tubagem completo é capaz de suportar uma pressão especificada sem fugas nem deformações inaceitáveis. Pode revelar problemas no corpo do tubo, na costura de fabrico, nas soldaduras realizadas no local, nas flanges, nas válvulas ou noutras ligações antes da entrada em funcionamento.
No entanto, um ensaio de fábrica realizado num tubo individual difere de um ensaio no terreno realizado num sistema instalado. Por conseguinte, os compradores devem definir a norma aplicável, o método de ensaio, os critérios de aceitação e a documentação na solicitação de cotação — e não após a produção.
O que é o ensaio de pressão em tubagens?
Durante um ensaio de pressão, o tubo ou sistema de tubagem é enchido com um líquido ou gás controlado. A pressão é então aumentada gradualmente e mantida no nível especificado, enquanto a secção em ensaio é examinada.
A pressão de ensaio é frequentemente superior à pressão normal de funcionamento. No entanto, não existe um multiplicador universal da pressão de ensaio para cada tubo de aço ou projeto. O valor correto depende da norma aplicável, do material, das condições de projeto, da temperatura de ensaio e do componente com a classificação mais baixa.
Os ensaios de pressão também têm limites claros. Confirmam a contenção da pressão em condições de ensaio definidas, mas não substituem os ensaios por ultrassons, radiográficos, de correntes de Foucault ou outros ensaios não destrutivos exigidos pela especificação do produto.
Ensaios de tubos em fábrica vs. ensaios de condutas no terreno
Estes testes abrangem diferentes fases e possíveis defeitos.
| Tipo de teste | O que é que é testado? | Objetivo principal | Normalmente interpretado por |
|---|---|---|---|
| Teste de pressão de fábrica | Comprimentos individuais dos tubos | Verifique o corpo do tubo e a soldadura de fabrico | Fabricante de tubos |
| Ensaio de pressão no terreno | Sistema de tubagem instalado | Verifique as soldaduras, os encaixes, as flanges, as válvulas e as ligações no local | Empreiteiro ou operador de condutas |
A O ensaio hidrostático realizado na fábrica não substitui o ensaio de pressão no terreno. O transporte, o corte, a soldadura no local e a instalação introduzem novas condições que não estão abrangidas pelo ensaio de fábrica original.
Os requisitos da fábrica dependem das especificações do produto encomendado. Por exemplo, Tubo ASTM A53, Classe B está sujeito a disposições definidas relativas a ensaios hidrostáticos ou elétricos não destrutivos. Os compradores devem indicar a norma e a edição exatas na ordem de compra.
Onde é que se recorre aos ensaios de pressão em tubagens?
Os ensaios de pressão são normalmente exigidos para:
- Oleodutos e gasodutos;
- Sistemas de distribuição de água;
- Tubagem de proteção contra incêndios;
- Linhas de produção química e de refinação;
- Tubagens de vapor e de energia;
- Sistemas reparados ou modificados durante o serviço.
As condições de ensaio para uma conduta de água municipal podem diferir significativamente das aplicáveis à tubagem de processo de uma refinaria. Os compradores não devem copiar as pressões de ensaio ou os tempos de manutenção de um projeto anterior.
A PHMSA explica que os ensaios hidrostáticos podem ser utilizados para determinar se um gasoduto possui integridade adequada para evitar fugas ou rupturas em condições normais e anormais. Podem ser realizados após a construção e durante o período de vida útil do gasoduto.
Como se realiza um ensaio de pressão numa tubagem?
O procedimento deve respeitar a norma do produto, o código de tubagem e o plano de ensaios aprovado para o projeto. Normalmente, os compradores não realizam o ensaio, mas compreender o processo facilita a avaliação do plano de inspeção de um fornecedor ou empreiteiro.
Confirmar a norma de ensaio e os limites de ensaio
Antes do teste, o responsável deve confirmar:
- Secção de ensaio e pontos de isolamento;
- Norma aplicável e edição;
- Meio de ensaio;
- Pressão necessária e tempo de manutenção;
- Temperatura de ensaio;
- Critérios de aceitação;
- Requisitos relativos às testemunhas e à comunicação de factos.
As especificações dos produtos e os códigos de tubagem têm finalidades diferentes. As especificações ASTM ou API regem normalmente o fabrico de tubos e a inspeção na fábrica. Códigos como o ASME B31.3 ou o ASME B31.1 abrangem os sistemas de tubagem concluídos, dentro dos respetivos âmbitos de aplicação.
Preparar, pressurizar e inspecionar a secção de ensaio
Um teste típico segue estes passos:
- Isolar o equipamento que não consiga suportar a pressão de ensaio.
- Verifique as persianas, os suportes, as válvulas, as saídas de ar, os escoamentos e as ligações.
- Instalar manómetros calibrados com um alcance adequado.
- Encha a secção e liberte o ar retido durante o ensaio hidráulico.
- Aumente a pressão gradualmente para evitar cargas de choque.
- Mantenha a pressão necessária e inspecione os locais indicados.
- Registe a pressão, a temperatura, a duração e os resultados da inspeção.
- Despressurize, esvazie e seque o sistema, conforme necessário.
Fugas, perdas de pressão inexplicáveis ou deformações visíveis exigem uma avaliação. Não se devem efetuar reparações enquanto a conduta se mantiver sob pressão. O procedimento aplicável poderá exigir a realização de novos testes após a reparação.
Ensaios de pressão hidrostática vs. ensaios de pressão pneumática
O método de ensaio correto depende da segurança, da conceção do sistema e da compatibilidade do meio de ensaio.
| Fator | Teste hidrostático | Ensaios pneumáticos |
|---|---|---|
| Meio de ensaio | Água ou outro líquido adequado | Ar ou um gás não inflamável adequado |
| Principal vantagem | Menor energia armazenada | Sem remoção de água nem secagem |
| Principal preocupação | Corrosão, congelamento, contaminação e peso da água | Maior energia armazenada e consequências mais graves em caso de falha |
| Utilização típica | Testes em fábrica e a maioria dos sistemas de campo | Sistemas em que o líquido não é adequado |
Os ensaios hidrostáticos são geralmente a opção preferida, sempre que tal for viável porque os líquidos são muito menos compressíveis do que os gases. Isto reduz a energia libertada em caso de falha de um componente.
Quando se deve considerar a realização de ensaios pneumáticos?
Os ensaios pneumáticos podem ser considerados quando a água puder contaminar o processo, quando o sistema não puder ser drenado ou seco, ou quando a estrutura não suportar o peso da água.
Não se trata simplesmente de uma alternativa seca e prática. Um ensaio pneumático requer um procedimento aprovado, pressurização gradual, proteção contra o alívio de pressão, acesso restrito e uma avaliação de riscos documentada. O azoto é ininflamável, mas pode representar um risco de asfixia em áreas confinadas ou mal ventiladas.
Como é determinada a pressão de ensaio das tubagens?
A pressão de ensaio deve ser calculada ou selecionada de acordo com a norma aplicável. Um valor utilizado para uma especificação de tubagem ou projeto não deve ser aplicado automaticamente a outro sistema.
Fatores relativos à pressão de ensaio que os compradores devem verificar
O engenheiro responsável tem normalmente em conta:
- Pressão de projeto e temperatura de projeto;
- Tipo de material e espessura da parede;
- Temperatura de ensaio;
- Classificações de válvulas, acessórios e flanges;
- Pressão hidrostática causada por diferenças de altitude;
- Norma do produto e especificações do projeto.
Num sistema cheio de líquido, a pressão manométrica varia com a altitude. O ensaio deve atingir a pressão exigida no ponto de referência especificado, sem sobrecarregar as secções inferiores nem os componentes mais frágeis.
A norma ASME B31.3 abrange as tubagens de processo em setores como a refinação de petróleo, a indústria química, a indústria farmacêutica, o hidrogénio e o processamento criogénico. A norma ASME B31.1 aplica-se às tubagens de centrais elétricas e instalações relacionadas. Estes códigos não devem ser utilizados de forma intercambiável.
O que devem os compradores incluir no pedido de cotação?
Um pedido de cotação claro evita litígios sobre o significado da expressão “testado sob pressão” e sobre quais os registos incluídos na cotação.
Informações sobre tubos e serviços
Forneça ao fornecedor:
- Norma, classe e método de fabrico dos tubos;
- NPS ou diâmetro exterior;
- Espessura da parede ou classificação;
- Quantidade e comprimento dos tubos;
- Serviço previsto;
- Pressão e temperatura de projeto;
- Norma de ensaio exigida e edição;
- Pontos de testemunho de terceiros, se for o caso.
Se as especificações do projeto já definirem a pressão de ensaio, o tempo de manutenção, o âmbito da inspeção ou os critérios de aceitação, anexe-as ao pedido de informação.
Registos de ensaios e rastreabilidade dos materiais
Pergunte se o resultado do teste irá aparecer no Certificado de ensaio de moinho (MTC). Se necessitar de registos de pressão separados, gráficos de ensaio, certificados de calibração de manómetros ou relatórios de entidades independentes, indique-os tanto no pedido de cotação como na ordem de compra.
Estes documentos podem não estar incluídos numa cotação padrão. Os registos acordados devem poder ser rastreados até ao material fornecido através de números de forja, números de lote ou identificação individual dos tubos.
O nosso lista de verificação para a inspeção de tubos de aço explica como verificar os MTC, as dimensões, as marcações, os registos de ensaios não destrutivos e os documentos de expedição antes de aprovar a entrega.
Erros comuns nos ensaios de pressão em tubagens
Muitos litígios relacionados com testes têm origem numa especificação de compra incompleta. Entre os erros mais comuns contam-se:
- Confundir a pressão de serviço com a pressão de ensaio;
- Não identificar a norma aplicável;
- Ignorar uma válvula, uma flange ou um instrumento com uma classificação inferior;
- Partindo do princípio de que os ensaios realizados na fábrica abrangem as soldaduras efetuadas no terreno;
- Utilização de medidores não calibrados;
- Não libertar o ar retido;
- Reparar uma fuga enquanto o sistema está sob pressão;
- Deixar o tubo de aço ao carbono molhado após o ensaio hidrostático;
- Aceitar registos sem rastreabilidade do material.
Os requisitos relativos aos testes e à documentação devem ser confirmados antes do início da produção. A sua adição após a produção pode acarretar custos adicionais de inspeção, atrasos na entrega ou a rejeição do projeto.
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Perguntas frequentes:
Perguntas frequentes dos compradores de tubos
1. O que comprova o ensaio de pressão das tubagens?
Comprova que um tubo ou sistema de tubagem manteve a pressão especificada sem fugas nem deformações proibidas nas condições de ensaio registadas.
2. Todos os tubos de aço são submetidos a ensaios hidrostáticos?
Não. O requisito depende da norma do produto, do tipo de tubo, do diâmetro, da aplicação e da ordem de compra. Algumas especificações incluem disposições relativas a um ensaio elétrico não destrutivo aprovado.
3. Qual é a diferença entre a pressão de serviço e a pressão de ensaio?
A pressão de serviço é aplicada durante o funcionamento normal. A pressão de ensaio é a pressão controlada utilizada durante a inspeção e é determinada pela norma aplicável ou pelo procedimento de ensaio aprovado.
4. O ensaio em fábrica substitui o ensaio de pressão no terreno?
Não. Os ensaios realizados na fábrica verificam os comprimentos individuais dos tubos. Os ensaios no terreno verificam o sistema montado, incluindo soldaduras no local, acessórios, flanges, válvulas e ligações.
5. Os ensaios pneumáticos são mais perigosos?
De um modo geral, sim. O gás comprimido armazena mais energia do que o líquido à mesma pressão. Uma falha num ensaio pneumático pode, por isso, libertar uma quantidade consideravelmente maior de energia.
6. O azoto pode ser utilizado para ensaios de pressão?
Pode ser utilizado quando autorizado pelo procedimento aplicável. Embora o azoto não seja inflamável, pode deslocar o oxigénio e criar um risco de asfixia.
7. Os ensaios de pressão substituem os ensaios não destrutivos (END)?
Não. Um ensaio de pressão avalia a contenção da pressão. Os métodos de ensaio não destrutivo (END) são utilizados para detetar ou caracterizar determinadas descontinuidades superficiais e internas.
8. Que documentos devem os compradores solicitar?
Comece pelo MTC e pelo resultado do teste exigido pelas especificações do produto. Solicite registos detalhados de pressão, certificados de calibração, listas de rastreabilidade e relatórios de entidades independentes, sempre que o projeto assim o exigir.
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