Proteção Catódica

Proteção catódica (PC) é uma técnica que reduz ou elimina a corrosão no aço, tornando-o catódico, seja pela introdução de corrente contínua galvânica, utilizando-se anodos de sacrifício, seja por impressão direta em sua superfície de corrente contínua com uso de retificadores.

Basicamente, poder-se-á entender que a liga aço é uma fonte de milhares de pilhas formadas pelo ferro abundante e os demais metais componentes da liga, onde o Fe comporta-se como anodo de sacrifício e aqueles outros metais os catodos. A PC transformar as áreas anódicas e catódicas das pilhas de corrosão existentes na estrutura a ser protegida, em uma única área catódica de uma nova pilha de corrosão, criada artificialmente.

Resumindo, é um método de controle de corrosão que consiste em tornar a estrutura a proteger em catodo de uma célula eletroquímica ou eletrolítica. É empregada em estruturas enterradas ou submersas. Não pode ser empregada em estruturas aéreas, pois existe a necessidade de um eletrólito contínuo, o que não se consegue em exposição à atmosfera.

Comportamento de uma tubulação sem Sistema de Proteção Catódica:

Fluxo de corrente contínua numa região da tubulação. (C) área catódica, sem presença de corrosão.(B) fluxo de corrente contínua, do catodo para o anodo, através da superfície do aço. (A) área anódica, onde se vê a corrente iônica deixando a superfície do aço através do eletrólito (solo) e levando consigo partículas do aço já na forma de íons Fe++. (D) fluxo de corrente iônica, da área anódica para a catódica, através do solo. Repare que para haver corrosão é preciso que haja dois tipos de corrente circulando.

PILHA GALVÂNICA

TIPOS DE PROTEÇÃO CATÓDICA

Sistema por Corrente Galvânica

A corrente elétrica é promovida pela diferença de potencial existente entre o metal da estrutura a ser protegida e o metal da zona anódica artificial, composta por anodos galvânicos (anodos de sacrifício). Estes anodos são de metais menos nobres (Ex: Zn e Mg) que a estrutura a ser protegida, ou seja, a estrutura comporta-se como  o catodo, como no exemplo clássico da pilha galvânica (imagem anterior).

Aplicação recomendável:

• Indicado para eletrólitos de baixa resistividade;
• Até 1.500 ohm.cm para anodos de zinco;
• 1.500 a 6.000 ohm.cm para anodos de magnésio;
• Recomendado para estruturas de pequeno porte.

Sistema por Corrente Impressa

A corrente elétrica é promovida pela força eletromotriz de uma fonte geradora de corrente contínua, instalada entre a estrutura a ser protegida e a zona anódica artificial, composta por anodos inertes. Dessa forma, injetam-se elétrons para a estrutura a proteger, com auxílio de uma fonte de corrente de maneira a diminuir seu potencial.

Aplicação recomendável:

• A resistividade do eletrólito não constitui limitação;
• É indicado para estruturas de médio e de grande porte (dutos de transporte, tais como oleodutos, gasodutos, etc.);
• É recomendado para estruturas sujeitas a correntes de interferência;
• Possibilita ampla faixa de regulagem e reserva de potência.

INFLUÊNCIA DOS REVESTIMENTOS PROTETORES

De um modo geral, o processo de controle de corrosão por proteção catódica é empregado em conjunto com revestimentos protetores (proteção por barreira, exemplo: pintura). Numa tubulação desprotegida (sem revestimento externo), o PC não atuaria satisfatoriamente já que este sistema de proteção catódica atua na pequena área anódica quando ocorre a falha do revestimento, ou seja, uma tubulação sem revestimento (exposta ao solo), a área anódica seria excessivamente grande (o duto inteiro) e o leito de anodo não seria suficiente para a proteção desejada.

O revestimento é essencial para o o Sistema de Proteção Catódica (SPC) seja eficiente.

O SPC deve atuar quando ocorre a falha do revestimento, onde cria-se a
partir de então uma área anódica onde o SPC deve proteger.

ONDE PODE SER APLICADO A PROTEÇÃO CATÓDICA

 EMBARCAÇÕES

• Casco externo: galvânica (alumínio) ou corrente impressa;
• Tanques internos: galvânica (alumínio é contra segurança em função de centelhas em caso de queda).

Anodos de alumínio são distribuídos ao longo do cascos dos navios.

TANQUES DE ARMAZENAMENTO

• Interna: galvânica (zinco);
• Externa: corrente impressa.

Anodos são distribuídos no fundo do tanque (piso) com a intenção de
proteger o fundo do tanque com o contato com o solo,  base ou  fundação.

INSTALAÇÕES PORTUÁRIAS

• Estacas metálicas: massa epoxi e proteção com corrente impressa.

PLATAFORMAS MARÍTIMAS

• Jaquetas: galvânica.

A direita, o cabo que sustenta o leito de anodos submersos,
com o objetivo de proteger o sistema de sustentação
da plataforma contra a corrosão.

FERRAGEM DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

• Cobertura do concreto e pintura das estruturas metálicas;
• Proteção catódica por corrente impressa.

As ferragens de  armação de concreto
também devem ser  protegidas por SPC.

DUTOS E TUBULAÇÕES

• Externa de Tubulações Enterradas e Submersas: Revestimento e proteção catódica impressa.
• Interna: Revestimento e proteção catódica galvânica.

CRITÉRIOS DE PROTEÇÃO

Na PC existem forma de medições para verificarmos sistema está atuando adequadamente medindo a diferença de potencial do solo com sua estrutura metálica  a ser protegida.

OBS: O tubo metálico da figura acima, pode ser um cabo ligado a
estrutura que se quer proteger.

A esquerda um inspetor medindo o ddp em um Ponto de Teste (PT) de um duto enterrada.
No centro o aparelho utilizado para medição, o voltímetro.
A direita o eletrodo de referência (semi-célula) de
Cu/CuSO4 (Sulfato de Cobre ou Sulfato Cúprico) .

A estrutura estará protegida quando a diferença de potencial DDP entre o solo e a estrutura for favorável conforme critério abaixo:

Critério do valor absoluto mínimo:

Aço no solo: mais negativo que -0,85 volts em relação a semi célula de Cu\CuSO4;

Aço no mar: mais negativo que -0,80 volts em relação a semi célula de Ag\AgCl;

Critério da variação do potencial:

 -0,3 volts em relação ao potencial natural do material.

Ao longo de um duto, vários Pontos de Testes (PT) são distribuídos
para monitorar a eficiência do leito de anodos
e consequentemente o bom funcionamento do SPC,
bem como falhas no revestimento que podem
ser observadas pelo o aumento do ddp.

MEDIÇÃO DE POTENCIAL ESTRUTURA\ELETRÓLITO

Voltímetro de corrente contínua com alta resistência interna;

Eletrodo de referência (semi célula);

Estruturas enterradas (ex.: tubulação):

1. Negativo do voltímetro: Tubulação (cabo do ponto de teste);
2. Positivo do voltímetro: Semi célula Cu\CuSO4, posicionada no solo e sobre a geratriz superior da tubulação.

Estruturas submersas (ex.: estacas metálicas de píeres):

1. Negativo do voltímetro: Estaca metálica;
2. Positivo do voltímetro: Semi célula Ag\AgCl, posicionada na água do mar, o mais próximo possível da estaca a ser medida.

 SUPERPROTEÇÃO

Caracteriza-se por densidade de corrente elevada, ocasionando:

• Grande liberação de hidrogênio na superfície catódica;
• Empolamento do revestimento protetor;
• Fragilização por hidrogênio em aços de alta resistência;
• Alcalinidade excessiva.

OUTRAS TÉCNICAS ESPECIAIS DE INSPEÇÃO DA PC

Close Interval Potential Survey - CIPS

Atenuação de Corrente - PCM/A.FRAME

Direct Current Voltage Gradient - DCVG

Para ler a matéria “Corrosão – Melhor proteção catódica e revestimentos, controlam ação corrosiva de dutos", com Laerce de Paula Nunes entre outros, publicado no site www.quimica.com.br por Marcelo Furtado, click AQUI.

Fonte:

Explanação e slides da aula do professor Luiz Antônio Bereta

da Equipe de Formação de Inspetores – EFI / SINDIPETRO-LP.

Corrosão e Proteção Anticorrosiva, 1982 - Laerce Paula Nunes

www.quimica.com.br

Caso 044: Relatórios de Inspeção de Soldas Falsificados (2009).

Mais de dez mil soldas realizadas em oito submarinos e um porta-aviões, feitas pelo estaleiro Newport News da Northrop Grumman, devem ser reavaliadas depois da descoberta de relatórios de inspeção falsificados.

SSN New Hampshire deixando o galpão da Nothrop Grumman.

A questão veio à tona em maio de 2009 quando um inspetor de soldas do estaleiro denunciou um colega dele ao supervisor, afirmando que o mesmo havia aprovado os trabalhos de solda sem a devida inspeção. O caso gerou uma investigação interna e a companhia acabou levando o assunto às autoridades da United State Navy (USN). A investigação da USN teve início no dia 20 de maio de 2009 e correram paralelamente à investigação do estaleiro.

Construção do USS George H.W. Bush.

Estaleiro da Northrop Grumman Newport News Shipbuilding.

No dia da denúncia, o trabalho do funcionário em questão foi revisado. As 12 juntas feitas naquele período foram reinspecionadas e declaradas “satisfatórias”, mas o caso ganhou grandes proporções. “Precisamos voltar atrás e revisar todo o trabalho feito pelo funcionário”, disse uma das fontes do estaleiro.

O funcionário, que se declarou culpado, recebeu o certificado de inspetor de soldas em junho de 2005 e, segundo levantamento do estaleiro, aprovou mais de dez mil soldas de tipos diversos em nove navios. Dentre as unidades em questão estão oito SSN da classe Virgínia (North Carolina, New Hampshire (fotos), New Mexico, Missouri, California, Mississippi, Minnesota e John Warner) e o porta-aviões USS George H.W. Bush (fotos). Destes, os SSN North Carolina e New Hampshire estão no serviço ativo.

Solda sendo realizada em um SSN Classe Virgínia.

Foto: Northrop Grumman.

Pouco mais de 10% das soldas executadas e não inspecionadas nos submarinos citados acima envolvem partes críticas como juntas do casco de pressão. Outras 229 soldas estão relacionadas a juntas de dutos e tubulações internas destes submarinos.

Um submarino da classe “Virginia” possui mais de 300.000 soldas e a qualidade da execução das mesmas pode significar a diferença entre a vida ou a tragédia. Solda é um dos itens mais sérios quando o assunto é construção de submarinos.

Os submarinos norte americanos operam em condições extremas.

Em 2007 o estaleiro Newport News utilizou eletrodos de solda não apropriados para unir diversas tubulações em diferentes navios. O material utilizado possuía quantidades significativas de cobre, material que pode enfraquecer as uniões.

A USN teve que reexaminar estas unidades e, em alguns casos, os navios retornaram para o estaleiro. Tanto a USN como a Northrop Grumman afirmaram que o caso atual não está relacionado com aquele evento ocorrido dois anos atrás.

USS George H. W. Bush, Classe “Nimitz”  inclinando-se

fortemente para boreste ao guinar para bombordo, 

em provas de manobras em alta velocidade. 

Imaginem os esforços que as soldas 

não estão sendo sujeitas nesse momento.

Em outro caso, em 2003, soldadores do Naval Air Depot (North Island, Califórnia) sem as devidas qualificações realizaram serviços inadequados de solda nas tubulações do sistema de catapultas de quatro porta-aviões (USS Abraham Lincoln, USS Constellation, USS Nimitz e USS John C. Stennis). O rompimento das soldas, uma opção avaliada como remota, mas provável, poderia ocasionar a perda da aeronave durante o lançamento.

Fonte:

Postado por Ruben Banda no Grupo Linkedin

“Técnicos, Inspetores de Soldagem, Dimensional, END e Afins”.

www.naval.com.br

Caso 043: Incêndio Ignizado por Veículo.

Um tanque atmosférico de armazenamento de líquido inflamável transbordou em pátio de tanques de uma refinaria. O problema somente foi detectado quando um funcionário da área de segurança notou forte odor de hidrocarboneto.

Vista geral: pode ser visto três tanques atingidos pelo incêndio. 

Ele imediatamente entrou em contato via rádio com o setor de operação da área de tancagem para reportar a sua preocupação.

Após longos minutos, dois operadores se dirigiram incrédulos em uma caminhonete para área para fazer uma investigação. Eles não levaram o segurança a sério e não responderam prontamente quando o forte odor foi reportado, pois o segurança, como era novato no trabalho, acreditaram erroneamente, que o mesmo estava superdimensionado o evento.

Ao se aproximarem do local uma explosão ensurdecedora  ocorreu e um grande incêndio é irrompido . Acredita-se que caminhonete deles (operadores) proveu a fonte de ignição necessária para a deflagração inicial e o fogo subsequente.

Foram necessárias 36 horas para que as brigadas de incêndio conseguissem extinguir o fogo que se alastrou para outros dois tanques próximos.

Mais de uma dúzia de funcionários foram hospitalizados e dois tanques foram perdidos totalmente pelo fogo.

OCORRÊNCIAS

O tanque estava sendo carregado, mas os operadores não sabiam que o sistema automático de controle de carregamento e o alarme de nível alto haviam falhado, ou seja, o sistema de segurança que serve para interromper  o fluxo de combustível contra transbordamento ou sobrecarregamento do tanque era inoperante .

Os operadores não monitoraram a operação de carregamento de perto, pois também acreditavam que o tanque ainda tinha muita capacidade de armazenamento.

Como sempre, uma série de eventos significativos ocorreu até a falha catastrófica:

1º Dispositivos de Segurança do tanque inoperantes ou falhas não detectadas (falta de inspeção, de teste ou de indicação de irregularidade operacional);

2º A avaliação da informação do segurança foi subestimada pelos operadores, o que causou atraso na averiguação e nenhum sinal de emergência foi emitido;

3º Erroneamente aproximaram-se perigosamente com um veículo propício a prover de ignição necessária em atmosfera explosiva.

  

COMO EVITAR

Combate ao incêndio.

1. Transferir líquidos inflamáveis é sempre um risco cm consequências potencialmente significativas, portanto, monitore essas operações de transferência de perto e nunca a distância, confiando cegamente nos instrumentos. Assim você poderá responder rapidamente contra transbordamentos e vazamentos de forma eficiente;
2. Quando você estiver transferindo produtos, tenha certeza para onde ele está sendo conduzido e a capacidade de armazenamento do destino final deste produto;
3. Quando o bombeando para um tanque, o indicador de nível não responder conforme o esperado,  interrompa imediatamente o bombeamento e verifique o que esta acontecendo;
4. Se assegure que todos os intertravamentos e alarmes são testados na frequência recomendada pelos procedimentos de segurança da instalação. Caso detecte  irregularidades, informe-se se eles não são alarmes e instrumentos  críticos e se eles deveriam estar incluídos num programa de teste pela instrumentação;
5. Considere todos os avisos e ocorrências fora do normal a sério, principalmente quando reclamarem de odor de hidrocarbonetos. Responda rapidamente mas com cautela. Sempre que inflamáveis são liberados, um incêndio está somente à distância de uma faísca.

QUANTO A IGNIÇÃO PROVIDA POR VEÍCULO

• Um motor a combustão interna (gasolina ou diesel) pode ser uma fonte de ignição para uma nuvem de vapores inflamáveis. Motores a combustão interna são normalmente utilizados em veículos e em outros equipamentos portáteis utilizados na operação, manutenção e na construção de unidades de processo;
• As temperaturas das superfícies quentes de um motor podem exceder a temperatura de autoignição de muitos vapores inflamáveis. Portanto é recomendável não dirigir para dentro de uma nuvem inflamável. Veículos podem prover a fonte de ignição necessária para início de uma explosão (coletores de escapamento ou silenciadores geralmente alcançam a temperaturas superiores as temperaturas de autoignição de muitos combustíveis). Lembre-se, uma nuvem ignizada por um veículo que você está conduzindo, o centro da explosão  será o seu veículo.

Veículo conduzido pelos operadores,
que provocou a ignição da explosão seguida de incêndio.

• Se certa quantidade de vapor inflamável estiver presente na tomada de ar de um motor, ele pode provocar uma sobrerotação do motor. Portanto, se o motor do veículo que você estiver dirigindo, começar acelerar sozinho, desligue-o e saia imediatamente. Você pode estar se dirigindo para uma área com atmosfera inflamável;
• Há relatos de motores a diesel que continuaram funcionando com a própria atmosfera inflamável prese no ambiente como fonte de combustível. A explicação para isso é que motores  a diesel operam com a ignição do combustível pela temperatura de compressão do próprio combustível enquanto que motores a gasolina necessitam de velas para centelhamento.

CASOS CORRELATOS:

Click no título para consultar:

Caso 009: Incêndio em terminal de óleo de Buncefield (2005).

Caso 010: Explosão em Unidade de Isomerização da BP (2005).

Fonte:

Centre for Chemical Process Safety – CCPS.

Mike Mckenna – Apache Corporation –USA

Canal YOUTUBE - RISCOVIDEO

Caso 042: O Legado de Senghenydd (1913).

O desastre da mina de carvão Senghenydd, também conhecido como a Explosão Senghenydd ocorreu em 14 de Outubro de 1913,  na mina de Senghenydd Colliery em Glamorgan, South Wales, no País de Gales, causando 439 mortes. Este foi o pior desastre numa mina de carvão na história do Reino Unido e um dos mais graves a nível mundial em termos de perda de vidas. Pensa-se que o acidente tenha sido causado pelo gás metano através da ignição por faíscas elétricas de um equipamento, possivelmente uma campainha elétrica. A explosão do gás levantou a poeira de carvão presente no chão no interior da mina, criando uma nuvem de poeira de carvão que explodiu. A segunda explosão levantou ainda mais poeira de carvão e explosões sucessivas continuaram-se a propagar de modo a garantir sua auto alimentação, percorrendo  a maior parte dos túneis e galerias subterrâneas da mina.

Os mineiros que não pereceram  imediatamente pelo incêndio e explosão, teriam morrido rapidamente pela inalação dos gases tóxicos formados pela combustão. Estes incluem quantidades letais de monóxido de carbono, que mata rapidamente pela combinação do CO, com a hemoglobina no sangue que  evita a ligação do oxigênio à hemoglobina pela redução da capacidade de transporte de oxigênio pelo sangue. As vítimas são sufocadas pela falta de oxigênio (anóxia).

Resgate dos poucos sobreviventes e remoção dos corpos.

A explosão de Senghenydd foi um dos eventos que levaram ao reconhecimento do risco de ignição de vapores, poeiras ou “nuvens” inflamáveis causado por faíscas provenientes de equipamentos elétricos. Uma forma de proteção é a utilização de “equipamentos intrinsecamente seguros”. Esta definição significa “equipamentos e cabeamentos incapazes de liberar energia elétrica ou térmica suficiente, em condições normais ou anormais, para causar a ignição de uma mistura atmosférica perigosa quando a mesma atingir uma concentração facilmente inflamável”. Isto é conseguido através do “desenho” específico do equipamento elétrico – por exemplo, limitando-se a quantidade de energia disponível, para o equipamento elétrico numa área perigosa, para um nível abaixo do qual ela poderia causar a ignição da mistura inflamável.

Embora uma discussão mais profunda sobre segurança elétrica em áreas perigosas estar fora do âmbito direto da inspeção de equipamentos, existe algumas ações importantes que os técnicos de operação, de manutenção, de segurança e de inspeção, podem fazer para manter a segurança e a integridade de equipamentos elétricos em áreas classificadas como perigosas.

O QUE PODE SER FEITO?

Conheça as áreas perigosas da sua Unidade e a respectiva classificação elétrica. Caso ainda não tenha visto os desenhos de classificação elétrica, solicite-os e certifique-se que estão atualizados.

• Convide os especialistas em classificação elétrica para uma reunião sobre segurança, para que descrevam as áreas perigosas da sua Unidade. Pergunte-lhes como reconhecer aspectos e problemas de segurança elétrica que possam ser observados durante a sua rotina diária de trabalho.
• Foque numa das suas inspeções de rotina de segurança da Unidade, esta temática relacionada com a segurança elétrica. Por exemplo, observe cabos ou conexões elétricas danificadas, caixas de junção danificadas, juntas ou selos com problemas, purga de ar de invólucros inadequada, ou parafusos em faltantes nas caixas elétricas.
• Tome cuidado ao colocar um equipamento elétrico numa área perigosa; seja você a colocá-lo ou a autorizá-lo através de uma permissão de trabalho. Alguns exemplos: equipamentos com motores elétricos tais como: bombas portáteis, instrumentos portáteis, lanternas, dispositivos de comunicação, veículos a motor (incluindo empilhadeiras, caminhões, etc.). Questione tudo que necessite ser conectado à rede elétrica ou que utilize baterias. Certifique-se que todo o equipamento seja apropriado para uso na área perigosa específica onde se pretende utilizá-lo. Se você não tiver certeza, obtenha ajuda de um especialista nesta área.
• Verificar as condições de aterramento do equipamento, verificando se o cabo de aterramento encontra-se firmemente conectado. É comum verificarmos cabos partidos ou soltos durante a inspeção, porém em muitos lugares esse tipo de relato de inspeção é comumente ignorado e considerado como irrelevante.

Cabo de aterramento partido.

OBS: Creio que a NR 10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade, aprofundará o  conhecimento do profissional interessado pelo assunto.

PARA QUE O ATERRAMENTO?

O aterramento elétrico tem três funções principais :

1. Proteger o usuário do equipamento das descargas atmosféricas, através da viabilização de um caminho alternativo para a terra, de descargas atmosféricas;
2. “Descarregar” cargas estáticas acumuladas nas carcaças das máquinas ou equipamentos para a terra;
3. Facilitar o funcionamento dos dispositivos de proteção (fusíveis, disjuntores, etc.), através da corrente desviada para a terra.

O aterramento insuficiente não só contribui para um tempo de inatividade desnecessário, mas a falta de aterramento é também perigosa e aumenta o risco de falhas de equipamentos. Sem um sistema de aterramento eficaz, estaríamos expostos ao risco de choque elétrico, sem falar nos erros de instrumentação, problemas de distorção harmônica, problemas no fator de energia e diversos outros possíveis dilemas intermitentes. Se as correntes de fuga não tiverem um caminho para o solo com um sistema de aterramento corretamente projetado e mantido, elas passarão por caminhos não planejados, que podem incluir pessoas. As organizações a seguir possuem recomendações e/ou padrões para aterramento a fim de garantir a segurança:

• OSHA (Occupational Safety Health Administration);
• NFPA (National Fire Protection Association);
• ANSI/ISA (American National Standards Institute and Instrument Society of America);
• TIA (Telecommunications Industry Association);
• IEC (International Electrotechnical Commission);
• CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization);
• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Aterramento adequado e em boas condições.

No entanto, um bom aterramento não somente uma segurança a vida, ele também é usado para evitar danos às plantas e equipamentos industriais. Um bom sistema de aterramento aumentará a confiabilidade do equipamento e reduzirá a probabilidade de danos causados por raios ou correntes de fuga. Bilhões são perdidos todos os anos devido a incêndios elétricos no local de trabalho, sendo potencializado mais ainda onde está presente uma atmosfera inflamável, causando perda de funcionários, produtividade corporativa e danos materiais.

Cabo do aterramento solto.
Mais comum do que se imagina.

CONTEXTO HISTÓRICO

A demanda pelo carvão galês no início do século passado para geração de vapor antes da Primeira Guerra Mundial (1914-1918) foi enorme. Fomentada pela corrida bélica, principalmente pela Marinha Real e sua enorme frota de navios de guerra a vapor, bem como as Marinhas estrangeiras aliadas à Grã-Bretanha e do Império Britânico, a produção de carvão das minas britânicas atingiu o seu pico em 1914. Nesta época houve um número correspondentemente grande de acidentes devido à urgência, falta de segurança e ignorância (falta de conhecimento claro sobre os perigos relacionados ao trabalho). O pior desastre na época foi o da mina de carvão Senghenydd, também conhecido como a Explosão Senghenydd.

HMS Dreadnought 1906 (a vapor).  O Reino Unido estava sedento por carvão
para impulsionar sua poderosa máquina de guerra, a Marinha Real Britânica. 

O VÍDEO ABAIXO NOS LEVA A UM MOMENTO DE REFLEXÃO E

REVELA TÃO QUANTO É TRÁGICO AS PERDAS HUMANAS

E QUANTO É IMPORTANTE NOSSA MISSÃO NO AMBIENTE INDUSTRIAL.

Fonte:

NR 10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade.

Instituto Americano de Engenheiros Químicos.

Center for Chemical Process Safety – CCPS.

www.fluke.com

Caso 041: Incêndio na Refinaria da CHEVRON, Califórnia/EUA (2012).

Em 6 de agosto de 2012, a refinaria de Richmond, da Chevron, localizada na Califórnia (costa oeste dos EUA), sofreu uma falha catastrófica na  tubulação nº 4 na Unidade de Refinamento de Petróleo. A tubulação de gasóleo leve se rompeu e o produto parcialmente vaporizado formou uma grande nuvem que envolveu dezenove funcionários da Chevron .

A formação de nuvem de vapor inicial (fumaça  branca)  e ignição subsequente
(fumaça preta), pode ser visto a partir do cais em San Francisco, Califórnia.

O caminhão dos brigadistas queimado durante

atendimento inicial.  Veja como isso

ocorreu no vídeo ao final do texto.

A nuvem de vapor inflamável pairou sobre a unidade por pouco mais de dois minutos até sua ignição ocorrer. Um grande incêndio tomou conta da unidade. Todos os funcionários escaparam por pouco, sem ferimentos graves.

Cerca de 15 mil pessoas da áreas circunvizinhas a refinaria foram afetadas pela fumaça liberada pelo incêndio. Essa população se dirigiu aos postos de atendimento médico devido problemas respiratórios.

CAUSAS (Sequências de Eventos)

A linha de aço carbono estava instalada desde 1976 e trabalhava acima de 300°C de temperatura retirando gasóleo leve da torre de destilação.

Apesar de 2002 a inspeção de equipamentos ter constatado perda de espessura da parede desta tubulação e ter recomendado a sua substituição, nada foi feito e incrivelmente foi esquecida pelo setores de inspeção e manutenção até 2011.

O relatório de inspeção indicava perda de espessura da parede da tubulação nº4 por sulfetação (ver este mecanismo de deterioração clicando AQUI).

Na parada de manutenção em 2011, novamente foi recomendado a substituição da linha, pois apresentava vários trechos com severa perda de espessura. Alguns trechos foram substituídos, mas o trecho em pauta não.

Amostra de tubulação nº 4 (E-017-8) indica claramente a redução de espessura 

entre a curva que ficava a montante do tubo e o trecho rompido. 

O tubo rompido (esquerda) continha 0,01% de silício e a curva 

a montante (direito) continha 0,16% Si. A espessura nominal 

inicial desses componentes era 8,18 mm.

Infelizmente, o caso foi indevidamente avaliado e os engenheiros da parada de manutenção de 2011 acreditaram que este trecho da linha suportaria mais 5 anos,  indo contra  o cálculo de taxa de corrosão que apontava o fim da vida útil desta linha em 2012. A próxima parada seria em 2016.

Além deste erro de decisão, durante do vazamento inicial da linha (agora em 2012 com a unidade em operação), a gerência não autorizou a parada da unidade para reparos de manutenção para conter o pequeno vazamento.

Notem que a linha não tinha nenhuma válvula de bloqueio, 
entre torre de destilação até as bombas centrífugas. 

A falha de projeto, também foi apontada pelos investigadores.

Como o projeto da tubulação não tinha previsto uma válvula de bloqueio próximo a torre de destilação para conter o fluxo do gasóleo, técnicos tentaram perigosamente fazer o reparo com a linha em operação.  Uma sequência de erros inicia-se a partir de então, já que na tentativa de retirar o isolamento térmico da linha, para se ter acesso a avaria, a parede do tubo é danificada mais ainda, aumentando o vazamento. Vapor de hidrocarboneto é liberado sob o isolamento térmico. Desta forma, um pequeno incêndio inicia, porém foi controlado rapidamente. Com receio de se aproximarem da linha, os técnicos envolvidos em resolver o problema, decidem arrancar o isolamento com jato de água de alta pressão.

Linha de 8” de diâmetro rompida. Causa: Sulfetação + sequência de falhas 

(inspeção, manutenção, operação, segurança e projeto). 

Nenhum setor conseguiu quebrar o elo da cadeia de eventos que resultou no acidente.

Essa atitude foi o golpe derradeiro. A linha se rompe catastroficamente com o contato com a água combinando agora a pressão da água na parede fina do tubo corroído + o choque térmico, já que a temperatura da linha era de mais de 300°C .

Após pouca mais de 2 minutos do rompimento... A ignição.

VEJA O VÍDEO ABAIXO ONDE É DEMONSTRADO  

GRAFICAMENTE EM 3D, A SEQUÊNCIA DE EVENTOS 

QUE LEVARAM A REFINARIA DA CHEVRON AO INCÊNDIO. 

Fonte:

Chemical Safety Board – CSB/ U.S.