Esse espaço pretende reunir casos que envolvam falhas operacionais, de projeto, de manutenção, de fabricação, de montagem e de inspeção que colocaram em risco a SEGURANÇA DE PROCESSO e/ou tiveram desfechos indesejáveis. O intuito é o aprendizado por meio destas falhas de forma a nos tornarmos mais alertas sobre os problemas que podem ocorrer na área industrial e sermos mais conscientes sobre a missão da Inspeção de Equipamentos.
Fratura é a separação de um corpo
em duas ou mais partes quando submetido
a um esforço mecânico.
Fratura dúctil ocorre apenas após
extensa deformação plástica e se caracteriza pela propagação lenta de trincas resultantes
da nucleação e crescimento de microcavidades.
Fratura frágil ocorre pela
propagação rápida de trincas, acompanhada de pouca ou nenhuma deformação. Nos
materiais cristalinos ocorre em determinados planos cristalinos chamados planos
de clivagem ou ao longo dos contornos de grão.
Fratura dúctil por coalescimento
de microcavidades
Um material convencional possui
um grande número de heterogeneidades microestruturais que podem atuar como sítios
de nucleação de cavidades.
A observação detalhada da
superfície de fratura causada por este mecanismo com lupa ou microscópio
eletrônico de varredura revela a presença de alvéolos (“dimples”), que são os
remanescentes das cavidades nucleadas.
O colapso plástico se desenvolve
nas fronteiras das microcavidades levando à ruptura gradual e contínua do
material.
Aspecto da fratura dúctil. Deformação antes da ruptura.
Fratura frágil por clivagem
A fratura frágil em geral é aproximadamente
perpendicular à tensão de tração aplicada e produz uma superfície relativamente
plana e brilhante.
Nos materiais cristalinos corresponde
à quebra sucessiva das ligações atômicas ao longo de um plano cristalográfico característico,
chamado plano de clivagem.
Este modo de fratura é característico
de metais que apresentam algum impedimento para o escorregamento de discordâncias
alta resistência mecânica.
Aspecto da fratura frágil. Deformação imperceptível antes da ruptura.
Desta forma, sabemos que todos os materiais
se rompem quando submetidos a um carregamento no qual a tensão seja maior que
aquela da sua resistência mecânica. Contudo, o comportamento ao longo desse processo
pode classificar os materiais em dois grandes grupos: há os que fraturam sem ‘ceder’
e os que ‘cedem’ nitidamente antes de se fraturar. Ao primeiro grupo denominamos
materiais frágeis (que apresentam fratura frágil) e, ao segundo, materiais
dúcteis. O vidro é um exemplo típico de material frágil e o cobre, um exemplo
de material dúctil (a ductilidade está associada à capacidade que um material
apresenta, de ser transformado em fios).
Uma boa maneira para se observar
a diferença no comportamento entre os materiais é submetendo-os a um ensaio de
tração. Fazendo-se um gráfico da força em função do deslocamento, é possível
caracterizar um material entre os dois grupos. Materiais frágeis rompem-se com
pequeno deslocamento e mostram maior resistência mecânica, Figura 01.
A maioria dos materiais
metálicos, ao ser submetida a uma tensão crescente, se comporta dentro do grupo
dos que ‘cedem’ antes de romper. Porém, certas ligas, especialmente quando
tratadas termicamente (na
linguagem da metalurgia, denomina-se este tipo de tratamento de têmpera), são muito resistentes, porém, frágeis. Com tratamentos
térmicos adequados essa situação pode ser revertida em diferentes graus! Os
resultados poderiam ser vistos como linhas intermediárias entre as descritas na
Figura 01 e os materiais combinariam as melhores propriedades ‘entre os dois
mundos’.
Estes aços são denominados – na literatura de língua portuguesa – como aços de alta resistência e baixa liga, ou, abreviadamente, ARBL e em inglês HSLA - high strength low alloy.
A classificação imediata dos
materiais nas categorias dúctil ou frágil, contudo, não é tão simples quanto
pode parecer (ver Figura 02). Dependendo das condições do teste, o
comportamento do material pode variar de forma surpreendente!
Fonte:
Ensaios Mecânicos por Maurício de Oliveira
da Equipe de Formação de
Inspetores – EFI / SINDIPETRO-LP.
Fratura dos Materiais - Noções de Mecânica da Fratura por Cláudio G. Schön
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais / Escola Politécnica - USP.
Introdução à Engenharia
Metalúrgica por Nestor Cezar Heck
Uma das hipóteses para a causa do
naufrágio do navio HMS Titanic, quando na sua viagem inaugural entre a Europa e os Estados Unidos se chocou com um ‘iceberg’ durante a noite
de 15 de abril de 1912, afundando horas depois, seria a fragilidade do seu aço devido as águas frias do Atlântico Norte. Se, para muitos especialistas, esse pode não
ter sido o caso, por outro lado todos concordam que esse problema, para os aços
empregados em oleodutos e gasodutos em regiões frias da terra, é muito real.
HMS Titanic durante o naufrágio. Ilustração: National Geographic Society.
Em aços ferríticos, a diminuição de temperatura leva a aumento no limite de escoamento, consequentemente maior risco defratura frágil (click aqui).
Portanto, o acidente histórico do Titanic pode estar perfeitamente
relacionado com comportamento
frágil do material
à baixas temperaturas.
“Testes da
composição química do aço utilizado
na construção do
Titanic mostraram um
alto teor de enxofre, oxigênio e fósforo. Altos teores
desses elementos fragilizam o aço. A análise também mostrou baixos teores de
manganês. Teores maiores de manganês tornariam o aço mais dúctil e menos
propenso à fragilização.
Ensaios de impacto
realizados mostraram que o
material do Titanic
era 10 vezes
mais frágil do que os aços de fabricação moderna, quando testados à
temperatura estimada da água quando o navio se chocou com o iceberg.”
Publicação
do Science Daily (Dec. 27, 1997)
Testes feitos por metalúrgicos no
Canadá sugeriram que o aço das placas de seu casco tornava-se frágil a cerca de
32°C. Isto contrasta com os aços modernos, onde a temperatura de transição dúctil-frágil é de -27°C. No entanto, testes mais sensíveis que foram
realizados, e que se aproximam mais das características do impacto do Titanic
com o iceberg, sugerem que o aço do chapeamento do navio foi suficiente para
dobrar-se, ao invés de fraturar.
No vídeo abaixo, veja a simulação computarizada do
naufrágio do TITANIC. Muito interessante!
A Teoria dos Rebites do Titanic
O Titanic possuia cerca de 3 milhões de ribetes.
Em meados de 2000, dois
metalúrgicos, Tim Foecke, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos
EUA, e, em seguida, Jennifer Hooper McCarty, da Universidade Johns Hopkins,
também dos EUA, concentraram a atenção sobre a composição dos rebites do
Titanic. Eles combinaram a análise metalúrgica com uma varredura metódica
através dos registros da Harland and Wolff, em Belfast, estaleiro onde o
Titanic foi construído. Combinando análise física e histórica, eles descobriram
que os rebites que fixavam as chapas de aço leve do casco do Titanic, não eram
de composição uniforme ou de qualidade, e não tinham sido inseridos de maneira
que ficassem igualmente espaçados uns dos outros.
Especificamente, Foecke e McCarty
descobriram que os rebites da parte da frente e os da parte traseira,
correspondentes a dois quintos do comprimento total do casco, eram de qualidade
inferior quando comparados aos usados na parte do meio do casco, e além disso,
tinham sido inseridos manualmente. A razão para isto é que, no momento da
construção do Titanic, as prensas hidráulicas usadas para inserir os rebites no
meio do casco, e que correspondiam a três quintos do navio, não podiam operar
em lugares onde a curvatura do casco era muito acentuada, isto é, nas pontas da
embarcação. Além disso, pode ter ocorrido simplesmente uma redução de custos.
Os rebites de qualidade inferior
eram mais baratos, mas tinham uma maior
concentração de impurezas, conhecidas como "escória". Esta maior
concentração de escória significava que os rebites estariam particularmente
vulneráveis às tensões de cisalhamento - justamente o tipo de impacto que foram
submetidos naquela noite de Abril de 1912. Testes de laboratório demonstraram
que nas cabeças destes rebites podem ter surgido pressões extremas, que teriam
permitido que as placas de aço se soltassem no casco, expondo suas câmaras
internas ao ataque das águas.
Mas como todos sabem, um acidente
geralmente é um conjunto de falhas secundárias e de circunstâncias que “conspiram”, levando até o momento derradeiro, a falha catastrófica final.
Várias foram às causas que
contribuíram para o desastre do Titanic e não somente o material inadequado do
casco. Essas causas se entrelaçaram de tal maneira, formando uma complexa
cadeia de eventos até o acidente.
Esta cadeia é familiar para
aqueles que estudam desastres - ela é chamada de "cascata de
eventos".
Eventos em Cascata
Que conclusões podemos tirar dos
acontecimentos ocorridos com o naufrágio do Titanic que ceifou a vida de 1517
pessoas? Primeiro, não há dúvida de que houve falhas na escolha dos materiais
para a construção do navio. As placas de aço da época podem ter sido
inadequadas para serem usadas naquelas baixas temperaturas, e os rebites eram
de qualidade inferior. Em segundo lugar, vários erros foram cometidos pela
tripulação durante o trajeto da viagem: a ausência de um binóculo para
observação; a decisão do comandante Smith em manter a velocidade elevada,
apesar dos inúmeros avisos de icebergs na região; atraso dos operadores de
rádio na obtenção de informações cruciais para os oficiais; e, claro, a falta
de botes salva-vidas em quantidade suficiente. Depois, há os de matemática e
física da colisão: seis compartimentos inundados quando, se tivessem sido
apenas quatro, o navio não teria afundado. E, finalmente, houve a interação
complexa de duas correntes marítimas, bem como a maré extraordinariamente alta
três meses antes, que concentrou icebergs formando uma perigosa armadilha. Não
foi um único motivo que levou o Titanic ao fundo do Atlântico Norte. Pelo
contrário, o navio foi conduzido por uma perfeita tempestade de circunstâncias
que conspiraram para a sua desgraça.
Foto do HMS Titanic.
O melhor planejamento do mundo
não é capaz de eliminar todos os fatores
que podem impactar negativamente no projeto e operação de uma máquina
complexa, como um enorme navio de passageiros. Eventualmente, e, ocasionalmente,
estes fatores individuais podem se combinarem em uma "cascata de
eventos" tornando-a demasiadamente longa e complicada o suficiente para
que a tragédia não possa ser evitada. Uma das saídas é eliminar alguns elos
dessa cadeia de forma que os eventos remanescentes que atuem de forma
individual não levem a uma catástrofe.
Leme e propulsores do Titanic.
O escritor científico Richard
Corfield, em um artigo publicado na Physicsworld.com, nos revela que o acidente
pode não ter ocorrido tão somente devido a uma série de erros e acontecimentos
que propiciaram uma perfeita sequência de circunstâncias que levariam o navio
ao seu destino final, mas também em parte por uma negligência da ciência usada
pelos seus construtores, bem como devido a alguns fatores físicos, envolvendo o
clima - que afetou as correntes marítimas - e até mesmo uma influência das
posições do Sol e da Lua nas marés oceânicas, particularmente em 1912, que
acumularam em demasia muitos icebergs na rota do Titanic.
Partida do Titanic em direção ao EUA. Cerca de 1500 pessoas sucumbiram no naufrágio.
Fontes:
Explanação das aulas dos
professores Maurício de Oliveira e Luiz Bereta
da Equipe de Formação
de Inspetores – EFI / SINDIPETRO-LP.
Na quarta-feira 22 de abril de
1992 em 10:09h ocorreu uma explosão na galeria de esgoto da cidade de
Guadalajara (segunda maior cidade no México) no meio de uma zona urbana
altamente povoada. Isto foi seguido por uma série de explosões entre 10:30h e 11:30h
e a última as 14:20h . Duas outras explosões ocorreram muito cedo na
quinta-feira de manhã, um dos quais no bairro industrial de Álamo ao norte da
cidade. As explosões resultaram da ignição do gás acumulado duto principal (coletor) de esgoto de 3,50 m
de diâmetro enterrado a 8 m sob o eixo das ruas do bairro.
AS CONSEQUÊNCIAS
Danos Humanos
O número oficial foi: 206 mortos,
500 a 600 desaparecidos, 1 800 feridos e, ao todo, 4.500 vítimas do desastre. Estima-se
que a catástrofe realmente causou pelo menos 1.000 mortes. Quarta-feira era dia
de feira (mercado semanal montado ao ar livre) e as ruas estavam cheias de
pessoas.
Danos Materiais
As explosões sucessivas rasgaram
as ruas sacudindo as casas, desmoronando-as. Veículos foram jogados para o ar e
muitos foram encontrados enterrados sob os escombros. Foram 13 km de ruas
completamente devastadas, 1500 casas e 637 veículos destruídos, 1.224 prédios
danificados. Segundo as autoridades a catástrofe provocou danos no valor de 200
bilhões de pesos (76 milhões de euros de 2006).
O vídeo abaixo traz uma coletânea de imagens da
tragédia.
Cenas fortes...
A origem, as causas e
circunstâncias do ACIDENTE
Após as explosões, as suspeitas
foram direcionadas para uma empresa de petróleo PEMEX, próxima zona de
desastre.
Oito dias antes do desastre, foi
detectado uma perda de pressão no oleoduto
de 12 polegadas que levava o gasolina da refinaria de Salamanca, a 238 km, ao
depósito de Guadalajara, ambas da empresa de petróleo PEMEX.
A perda de pressão foi o
resultado da perfuração do oleoduto, levando a um de vazamento gasolina a menos de 1 km dos
tanques de armazenamento da companhia de petróleo. A linha de água cidade,
provavelmente feito de cobre revestido com zinco - instalados a cinco anos,
havia sido instalado encostado ao oleoduto de aço
sem respeitar as normas de proteção, provocando a corrosão
galvânica , em seguida, a perfuração da tubulação (o solo úmido serviu
como eletrólito). A gasolina assim derramada no solo , infiltrou-se a atingindo
o duto principal de esgoto a cerca de um metro do oleoduto. Esse vazamento de
gasolina do oleoduto seguido de infiltração da rede de esgoto já deveria estar
acontecendo a cerca de 8 dias(desde do dia da perda de pressão detecta pela
PEMEX na tubulação de gasolina).
Uma segunda teoria defende que o vazamento já estava atuando a alguns meses
e a explosões ocorreram devido a
elevação da temperatura ambiente a 31°C naquela semana, aumentando a evaporação da gasolina e expandindo ainda mais os vapores
da mesma contido no esgoto.
Em algumas casas que recebiam
água potável desta tubulação de água que ficou em contato com o oleoduto, também sofreu perda de espessura e furou,
carreando gasolina junto a água potável.
Foto do pedaço do tubo de aço de 12" (na parte inferior da foto) furado na sua geratriz superior. O tubo de menor diâmetro trata-se de um tubo de cobre revestido de zinco que conduzia água. Com a corrosão galvânica, o aço da tubulação de gasolina furou em contato com cobre.
A configuração da rede de
drenagem da cidade também foi posta como uma das causas do desastre. Para
resolver um problema de uma intersecção entre duto principal de esgoto e uma
nova linha de metrô recém-construída, foi reconfigurado o traçado original do
duto de esgoto montando-se um sifão em
“U”, o que criou condições favoráveis para a criação de uma atmosfera
explosiva a montante do sifão causada pela presença de gasolina no esgoto. Com a
presença do sifão os gases eram impedidos de prosseguir com a fase líquida do
esgoto. Assim, a fase gasosa acabou ficando represada no trecho do duto antes
do sifão.
Desde o 18 de abril, quatro dias
antes da tragédia, muitos moradores reclamaram da presença de vapor e de cheiro
de gasolina escapando dos bueiros das
ruas e dos ralos e sanitários do interior das casas, e em algumas residências a água potável foi
contaminada pela gasolina.
Agentes de segurança pública
fizeram uma série de medições de explosividade em vários locais revelando o
risco potencial de explosão, entretanto, o risco não foi levado com muita
seriedade pelas autoridades da cidade de Guadalajara.
Uma atmosfera explosiva em um
espaço confinado estava criada e a explosão pode ter sido iniciada por uma
ignição de motor de um veículo, acendimento de um interruptor ou uma ponta de
cigarro jogada em um ralo.
Trecho mais afetado pelas explosões.
AÇÕES IMEDIATAS APÓS O DESASTRE
Trincheiras e seis poços de
bombeamento foram escavadas para evitar a contaminação do aquífero pela mistura
da água de esgoto e a gasolina. Um volume estimado de 143 m3 de
gasolina foi extraído diretamente do solo encharcado pelo produto.
Técnicos estrangeiros foram
acusados pela falha no controle dos métodos de armazenamento e distribuição da
empresa de petróleo.
Foram avaliados os riscos
potenciais existentes, para estabelecer novas condições de segurança e de
planejar em resposta procedimentos em caso de uma nova emergência.
A empresa de petróleo
comprometeu-se a publicação de um relatório sobre o estado de todas as suas
instalações (58.000 km de oleodutos, 3.200 estações de serviço) para detectar
problemas semelhantes de construções e intersecções com outras instalações
enterradas como água de abastecimento e de esgoto, linhas de metrô e outros.
Acompanhamento Administrativo
Em 30 de abril, 1992, O
Ministério mexicano do Meio Ambiente anunciou um plano de ação com 9 pontos:
1. Quantificar os riscos nos 50
maiores centros urbanos e industriais;
2. Realizar auditorias ecológicas
para empresas potencialmente perigosas;
3. Analisar os riscos envolvidos
nas redes da empresa de petróleo em vários estados do país;
4. Realizar ensaios periódicos na
composição do líquido e a presença de gás na rede de esgoto;
5. Diálogo com as empresas
privadas para criar programas para a prevenção de acidentes e a instalação de
equipamentos de segurança;
6. Reforçar o sistema de defesa
civil: criação de comitês nos 50 maiores centros urbanos, a fim de fornecer
suporte às populações em caso de desastres;
7. Aumentar a lista de atividades
consideradas perigosas, de modo a melhorar o controle dessas atividades;
8. Regulamentar o transporte de
substâncias perigosas;
9. Organizar reuniões de peritos
para estabelecer padrões ecológicos, aplicá-las e fornecer meios de
fiscalização para estes peritos.
Esse vídeo abaixo exibido pela National Geographic
completa o bom entendimento sobre o caso:
REPARAÇÕES
A empresa de petróleo participou
da reconstrução da zona do desastre e o Banco Mundial forneceu os fundos
necessários para a construção de um novo sistema de drenagem principal.
LIÇÕES APRENDIDAS
O número de vidas ceifadas neste
acidente salienta o potencial perigo em transportar indevidamente líquidos
perigosos em uma zona densamente povoada. Cuidados especiais devem ser dados quanto
à localização da empresa, o armazenamento desses produtos e a utilização de
planos de segurança e emergência, bem como a criação e execução de
procedimentos de inspeção e manutenção destas instalações.
Observando este caso, é
importante notar que:
A enorme e descontrolada
difusão de líquidos voláteis inflamáveis em um espaço confinado (rede de
esgoto) podem gerar grandes riscos para as pessoas, bens e meio ambiente;
Vazamentos acidentais, ligados ao transporte por
oleodutos e gasodutos de substâncias perigosas e sua propagação na rede de
drenagem merecem ser analisados e levados em conta na planos de emergência e de
controle de riscos;
É desejável controlar regularmente a presença de gás, bem como a composição de líquidos
encontrados nos esgotos, principalmente em áreas urbanas consideradas de risco,
devido a presença de instalações industriais que lidam com produtos perigosos.
Denomina-se corrosão galvânica o
processo corrosivo resultante do contato elétrico de materiais diferentes ou
dissimilares. Este tipo de corrosão será tão mais intensa quanto mais distantes
forem os materiais na tabela de potenciais eletroquímicos, ou seja, em termos
de nobreza no meio considerado.
Típica corrosão galvânica entre latão (placa de identificação) e o aço.
Terá também grande influência a relação entre as
áreas catódicas e anódicas. A relação deverá ser a menor possível a fim de se
obter um desgaste menor e mais uniforme na área anódica. Outro aspecto
importante é a presença de íons metálicos no eletrólito, quando estes íons
forem de materiais mais catódicos que outros materiais onde venham haver
contato, poderá ocorrer corrosão devido a redução dos íons do meio com a consequente
oxidação do metal do equipamento ou instalação. Por exemplo, a presença de íons
Cu ++ em um eletrólito em contato com aço tenderá ocorrer a seguinte reação:
Fe + Cu++ ->Fe2+ + Cu
Havendo, portanto a corrosão do ferro e a
redução (deposição) de Cu.
Em relação ao eletrólito água do mar, podemos ver que o magnésio é o mais anódico dos materiais (material menso nobre), enquanto o grafite o mais catódico (mais resiste a corrosão galvânica em relação ao todos os materiais, ou seja, mais nobre). Na tabela acima, quanto mais próximo do magnésio, mais anódico será o material em relação a outro metal mais próximo do grafite.
Em 27 de março de 1980 no campo petrolífero de Ekofisk no
Mar do Norte, a plataforma semi-submersível Alexander Kielland virou
repentinamente durante uma tempestade, após o rompimento de uma de suas cinco colunas verticais
que a suportavam.
Plataforma semi-submersível Alexander Kielland.
Entre as 212 pessoas a bordo 123 trabalhadores morreram no
acidente. O inquérito revelou que a trincas por fadiga tinha propagado a partir da solda de
filete duplo, perto do hidrofone* montado na estrutura tubular D6 (ver imagem). Como
resultado, os outros cinco contraventamentos tubulares que ligam a coluna
vertical D romperam devido à sobrecarga, separando-se bruscamente da
plataforma. Consequentemente, a plataforma desequilibrada virou. Após o
acidente, um conjunto de normas foram revistas e algumas contramedidas foram
adicionadas para manter uma reserva de flutuabilidade e estabilidade de uma
plataforma sob uma tempestade.
*Hidrofone: são tubos especiais instalados no fundo da plataforma que recebem sinais acústicos provenientes de uma ou várias estações emissoras colocadas sobre o fundo do mar (beacons). Os hidrofones estão em permanente ligação com uma central de cálculo (computador DP) que transmite a um sistema de propulsores as ordens necessárias para manter a plataforma centrada sobre o poço, compensando os movimentos resultantes da ondulação marinha e das correntes marinhas, isto quando em Posicionamento Dinâmico.
Plataforma Alexander Kielland à direita.
A PLATAFORMA
O equipamento de perfuração de petróleo offshore, Alexander
L. Kielland, era uma plataforma semi-submersível apoiados por cinco colunas de 22
metros de diâmetro. As dimensões da plataforma são de 103 x 99 metros de plano
e 10.105 toneladas de peso. A torre de perfuração com 40 metros e acomodações
para 348 pessoas foram instalados na plataforma. As cinco colunas estavam
interligadas por uma rede de estruturas tubulares horizontais e diagonais de
contraventamento com 2,6 m e 2,2 m, respectivamente.
O Alexander L. Kielland foi construído a partir de 1969 a
1977 pela CFEM (Compagnie Française d'Empresas METALLIQUES) e foi concebida como
uma plataforma de perfuração de petróleo, com uma estrutura pentagonal. A
plataforma foi entregue para a Noruega em julho de 1976. Em 1978, a capacidade
de alojamento de foi aumentada de 80 para 348. Inspeções anuais são realizadas
principalmente para as colunas e pontões, porém a inspeção em setembro de 1979 não
incluiu o tubular D6 nesta inspeção realizada 6 meses antes do acidente.
O EVENTO
Por volta das 6:30h do dia 27 de março de 1 980a plataforma
semi-submersível de perfuração de petróleo "Alexander Kielland"
naufragou perto do campo de petróleo Ekofisk norueguês localizado a uma
latitude 56°28’N e longitude de 3°7’ durante uma tempestade com velocidades de
vento entre 16 a 20 m/s, temperatura variando entre 4 a 6 °C e ondas de 6 a 10
m altura. Foi o suficiente para o
rompimento de uma das colunas da plataforma que em segundos inclinou-se entre
35 e 45 graus e após 30 minutos, virou totalmente a 180 graus.
A fúria do Mar do Norte (entre a Noruega e a Grã Bretanha) é um elemento que o campo petrolífero de Ekofisk enfrenta constantemente.
A CAUSA
1 -
Características da Fratura:
Um furo circular foi aberto no lado geratriz inferior do contraventamento
tubular horizontal D6, para inserção de um tubo denominado hidrofone, por meio
de solda circunferencial.
Locais de fraturas dos contraventamento tubulares. A fratura a partir da solda da D6 sobrecarregou toda a estrutura, fraturando em vários pontos.
O hidrofone tinha 325 mm de diâmetro, com uma espessura de
parede 26 mm. O hidrofone foi soldada usando uma solda de filete duplo com espessura
da garganta de 6 mm. Um dreno também teve que ser instalado a 270 mm de
distância do hidrofone.
No resultado da inspeçãodesta solda circunferencial, o que
mais chamou a atenção foi à presença algumas fissuras lamelares na ZTA (zona
termicamente afetada) no contraventamento D6.
Traços de tinta que coincidem com a tinta utilizada na
plataforma foram encontrados na superfície da fratura do cordão de solda em
todo o hidrofone com o D6. Esses traços de tinta indicam
que as fissuras foram formadas antes da D6 ser pintada, ou
seja, foram formadas durante a soldagem e posteriormente pintada.
O exame da superfície da fratura também mostrou que as
fissuras de fadiga propagaram-se a partir de dois locais perto do cordão de
solda do hidrofone, percorrendo da periferia
da solda para o D6. Além disso, a
superfície de fratura de fadiga ocupava mais de 60% da circunferência da ZTA
na da D6, e marcas de praia foram encontrada na superfície de fratura,
a cerca de 60 a 100 mm de distância do hidrofone. As estrias, com espaçamento 0.25
x 10-3 a 1,0
x10-3 mm
também foram observadas.
2 -
Características da Solda do Hidrofone:
Levando em conta a importância do contraventamento tubular
D6 na plataforma, a solda do dreno foi realizada cuidadosamente conforme
especificações do projeto. No caso da instalação do hidrofone, não houve o
devido cuidado. O furo circular foi feito por corte a gás e a superfície do
corte não foi preparada (esmerilhada e chanfrada) para receber a solda. A
garganta da solda tinha 6 mm de espessura, solda filete duplo, que percorria
toda circunferência do tubo do hidrofone com o D6.
Quando o tubo do hidrofone foi soldado, devido à
inexistência de preparação da superfície (somente corte a gás), defeitos de solda,
tais como a penetração incompleta, inclusão de escória e trincas na raiz, foram
introduzidos durante o processo de soldagem,
Além disso, trincas lamelares relacionadas a inclusões foram
encontradas na ZTA.
O fator de concentração de tensões em Kt (kilo toneladas),
do cordão de solda do hidrofone estava entre 2,5 a 3. 0, o que é mais elevado
do que o valor de Kt médio de 1,6 em um cordão de solda sob condições normais.
3 - A composição
química e as propriedades mecânicas dos materiais:
Após análise da composição química dos materiais envolvidos
no sinistro, foram considerados dentro dos limites especificados.
Abaixo, composição química do material do contraventamento
tubular D6 (aço carbono acalmado).
Coluna "D" à deriva.
C: 0,17%
Si: 0,32%
Mn: 1,34 a 1,13%
S: 0,015 a 0,019%
P: 0,021 a 0,026%
Al: 0,044 a 0,056%
Nb: 0,025 a 0,029%
Já a resistência mecânica à deformação do contraventamento
D6 na direção longitudinal estava ligeiramente inferiores aos valores mínimos
especificados. No caso do hidrofone, a energia de impacto de Charpy foi menor do
que o valor exigido de 39 J a -40°C.
4 - Nível de
tensões no contraventamento tubular D6:
Considerando os dados a direção e intensidade dos ventos e
das ondas antes do acidente, o nível de tensão no D6 foi estimado entre 131 a 173
MPa. Este resultado mostra que os níveis de tensões no D6 eram relativamente
elevados, em comparação com o outros tubulares horizontais da plataforma.
Coluna "D" e o contraventamento tubular D6 rompido.
CONSIDERAÇÕES
Apesar do D6 ser um dos principais componentes da
plataforma, pouca atenção foi dada durante a instalação do hidrofone. Assim,
uma fenda com um comprimento de cerca de 70 mm era introduzida no cordão de
solda ao redor do hidrofone, antes mesmo da
pintura pós soldagem ser executada;
Fissuras de fadiga propagaram-se a partir da ZTA do cordão de solda do
hidrofone na direção periférica
(paralela ao cordão de solda) no material do D6;
Os outros cinco contraventamentos ligados à coluna D
romperam devido a sobrecarga provocada pelo rompimento inicial do D6 e desta
forma, a coluna D foi separada da plataforma. Consequentemente, a plataforma ficou
desequilibrada e virou.
Inspeção do D6 não foi efetuada, pois estava fora do último
plano de inspeção realizado 6 meses antes do acidente.
Detalhe do contraventamento D6 com o tubo do hidrofone junto ao local da fratura.
MEDIDAS
Com base no relatório do acidente, problemas de estabilidade, flutuabilidade e resistência estrutural, bem como, equipamentos de salvamento para as plataformas de perfuração de petróleo offshore, foram obrigadas pela Diretoria Marítima Norueguesa (NMD), promover melhorias e alterações estruturais em todas as Unidades Móveis de Perfuração.
A partir deste acidente, o Código MODU (Mobile Offshore
Drilling Unit) foi elaborado pela Organização Marítima Internacional, e os
padrões de estabilidade, características do movimento, manobrabilidade, portas
estanques e resistência estrutural das plataformas de perfuração de petróleo
foram reforçadas.
Nas imagens acima podemos ver os flutuadores das colunas A, B, C e E. A plataforma está totalmente emborcada de "cabeça para baixo". A coluna "D" ficou à deriva depois que se separou da plataforma.
RELATO
Um engenheiro de processo, disse que ouviu dois golpes
enquanto ele estava assistindo a um filme no cinema. Em poucos segundos, a
plataforma inclinou entre 35 e 40 graus, e todas as luzes se apagaram. As
pessoas no cinema lotado naquele momento (capacidade de cerca de 40) foram
lançadas ao chão, e algumas delas ficaram feridas.Todas correram para fora para alcançar os barcos salva-vidas, porém foram impossibilitados de utilizá-los devido o grau severo de inclinação da plataforma que virou rapidamente após 30 minutos.
Parte de um dos contraventamentos tubulares diagonais
