API e NR13 Inspeo Baseada em Risco

  • Published on
    29-Jun-2015

  • View
    230

  • Download
    16

Transcript

Sair6 Conferncia sobre Tecnologia de Equipamentos

INSPEO BASEADA EM RISCO E NR-13 UMA BREVE ANLISE DE CONSISTNCIA

Carlos Bruno Eckstein PETROBRAS/CENPES/PDEAB/Engenharia Bsica de Equipamentos Edneu Jatkoski PETROBRAS/REPLAN/MI/Inspeo de Equipamentos Jos Ademar Nucci Etter PETROBRAS/REPLAN/MI/Inspeo de Equipamentos

Trabalho apresentado na 6 COTEQ Conferncia sobre Tecnologia de Equipamentos IEV 2002 - Conferncia Internacional sobre Avaliao de Integridade e Extenso de Vida dos Equipamentos Industriais Salvador, agosto, 2002

As informaes e opinies contidas neste trabalho so de exclusiva responsabilidade do(s) autor(es) .

1

Sair6 Conferncia sobre Tecnologia de Equipamentos

SINPSE

O objetivo deste trabalho comparar os resultados da aplicao do documento API 581-Risk Based Inspection, com as exigncias da NR-13 quanto aos prazos mximos entre inspees. As duas metodologias foram aplicadas em vasos de presso de uma unidade industrial. Os resultados mostraram que h equipamentos caracterizados com risco alto em uma metodologia enquanto na outra o mesmo equipamento caracterizado como risco baixo, e vice versa. Como a NR-13 utiliza uma metodologia para determinao do risco onde apenas conseqncias so levadas em considerao, o seu risco calculado apresenta-se como esttico. No caso da IBR, como ela considera a probabilidade de falha que funo evoluo dos danos, conjugada s conseqncias de uma eventual falha estrutural, seu risco evolui com o tempo. Com base nestes resultados, constatou-se que a IBR se mostra mais adequada para o acompanhamento do risco de equipamentos em servio, pois considera tanto os mecanismos de deteriorao atuantes, como tambm os planos de inspeo aplicados, que contribuem diretamente para garantir o nvel de confiabilidade estrutural desejada. Sendo assim, solicitada uma flexibilizao dos prazos mximos entre inspees determinados na NR-13 quando se utiliza a Inspeo Baseada em Risco para acompanhar os equipamentos. Palavra chave: NR-13; Inspeo Baseada em Risco; Confiabilidade; Anlise de risco. Temrio: IBR - Inspeo Baseada em Risco.

2

Sair6 Conferncia sobre Tecnologia de Equipamentos

1. INTRODUO A Inspeo Baseada em Risco (IBR), baseada no Documento API 581 Risk Based Inspection [1], tem como princpio a quantificao das conseqncias de uma falha estrutural que cause um vazamento, bem como o clculo da probabilidade deste evento ocorrer. Como conseqncia de uma avaliao realizada com base nesta metodologia, so definidos planos de inspeo, que estabelecem prazos otimizados para sua aplicao. No entanto, no Brasil h a Norma Regulamentadora do Ministrio do Trabalho, a NR-13 [2] que define os prazos mximos entre inspees, e seus critrios e premissas para determinao da Categorizao do Risco so diferentes da IBR, o que gera alguns conflitos com relao ao risco determinados para alguns equipamentos. Estes conflitos se devem a NR-13 considerar apenas as conseqncias para determinar sua categorizao do risco, enquanto a IBR usa a probabilidade de falha estrutural conjugada com as conseqncias desta falha, alm de avaliar a evoluo do risco com o tempo, o que a NR-13 no faz. Para se estudar como o resultado da determinao do risco difere entre as duas metodologias, foram comparados os resultados em 24 (vinte e quatro) vasos de presso de uma planta industrial. Verificou-se que h equipamentos caracterizados com risco alto em uma metodologia enquanto na outra o mesmo equipamento caracterizado como risco baixo, e vice versa. Foram discutidas as premissas de cada metodologia e verificado que a NR-13 determina um risco esttico, enquanto a IBR determina um risco que varivel com o tempo, sendo funo dos mecanismos de dano atuantes no equipamento e dos planos de inspeo aplicados para seu acompanhamento. 2. CONSTRUO DA MATRIZ DE RISCO Neste item procura-se detalhar quais foram as premissas que determinaram a montagem da Matriz de Risco utilizada no API 581 [1] e na NR-13. 2.1 Pelo API 581 Embora este trabalho no tenha por objetivo discutir a metodologia da IBR, ser apresentada de forma resumida a frmula de clculo para determinao do Risco dos equipamentos, que dada por: Risco = Conseqncia PoF Onde PoF, a probabilidade de falha. As conseqncias so determinadas a partir do clculo do volume vazamento do fluido contido no equipamento, avaliando-se os danos: materiais (equipamentos); s pessoas (morte ou leso por exploso, incndio, ou intoxicao); financeiros (perda de produo); e ao meio ambiente (poluio). As conseqncias so determinadas pelas condies operacionais e caractersticas fsicas do fluido durante o seu3

(1)

Sair6 Conferncia sobre Tecnologia de Equipamentos

vazamento, observando-se qual o alcance dos danos citados acima. Como pode-se observar, as conseqncias sero sempre as mesmas enquanto as condies operacionais do equipamento se mantiverem inalteradas, o que permite concluir que o risco do equipamento s mudar se somente se a sua probabilidade de falha ao longo do tempo sofrer variaes. A probabilidade de falha avaliada considerando-se diversos parmetros, que podem ser divididos em duas grandes famlias, que so diferenciadas pelo seu comportamento ao longo do tempo, se dividindo em: parmetros constantes e parmetros variveis. Na famlia dos parmetros constantes esto includos praticamente todos aqueles que devem ser considerados para a definio das condies de projeto do equipamento, e na outra famlia esto os parmetros que causam alteraes no equipamento ao longo da sua vida (funo do tempo) em servio. Como sabido, o API 581 substitui a Probabilidade de Falha PoF instantnea por uma freqncia de falha anual, corrigida por dois fatores, um referente caractersticas do equipamento, FE, e outro referente a como o gerenciamento do risco tratado na unidade industrial onde o equipamento est instalado, FM. Como primeira aproximao desta freqncia sugerido se utilizar uma freqncia de falha genrica, fgenrica, que foi calculada a partir de dados pblicos para diversos equipamentos, e disponibilizada no API 581. No entanto, nada impede que uma freqncia de falha mais caracterstica da sua empresa, unidade ou do equipamento especfico seja utilizada. Sendo assim, a Freqncia Ajustada, fajustada, calculada por: PoF substituda na Equao (1) pela f ajustada :

f ajustada = f genrica FE FM = PoF

(2)

Na Equao (2) pode-se verificar que, mais uma vez, se tem dois fatores constantes, fgenrica e FM, enquanto que o Fator de Modificao do Equipamento, FE, quem agrega as famlias de parmetros que controlam o risco sob o foco da probabilidade de falha. Os sub-fatores em que se divide o FE so: 1. 2. 3. 4. Mdulo Tcnico, avalia as taxas de acmulo de dano e a efetividade da inspeo; Universal, avalia os riscos inerentes das condies do meio ambiente; Mecnico, que avalia os riscos inerentes s caractersticas de projeto; Processo, avalia as condies operacionais.

Pela anlise da abrangncia de cada sub-fator, possvel agrup-los segundo as duas famlias de parmetros que influenciam no risco: a) Constantes: Universal, Mecnico e de Processo; b) Varivel: Mdulo Tcnico. O conceito da Matriz de Risco tem por objetivo dar suporte para se analisar o grau de exposio a uma falha, que no caso da IBR o foco so as falhas estruturais que geram vazamentos. A Matriz na IBR forma o plano probabilidade versus conseqncias4

Sair6 Conferncia sobre Tecnologia de Equipamentos

utilizando o Sub-Fator do Mdulo Tcnico no lugar da probabilidade de falha, e a rea atingida pelo vazamento representando as conseqncias. As Categorias de cada eixo da Matriz de Risco so subdivididas segundo os valores na Tabela 1. Tabela 1 Definio das Categorias de Conseqncias e Probabilidades de falha para a Matriz de Risco, por rea afetada e por custo financeiro. Categoria de rea Afetada Categoria de Sub-fator do Conseqncia ft2 Probabilidade Mdulo Tcnico A < 100 1 10.000 5 > 1.000 Os equipamentos tm o risco de uma falha estrutural em servio aumentado devido aos mecanismos de dano nele atuantes e das taxas de progresso vivenciadas, tendo como controle deste processo os planos de inspeo aplicados, que diminuem este risco conforme sejam mais efetivos para encontrar os danos e dimension-los. A escolha do Sub-Fator do Mdulo Tcnico para representar a probabilidade de falha ideal neste caso, pois ele contabiliza exatamente o efeito dos mecanismos de dano e suas taxas de progresso, alm de considerar como fator redutor os planos de inspeo aplicados. A escolha da rea atingida pelo vazamento para representar as conseqncias tambm parece bem razovel, pois possvel transformar esta caracterstica em um nmero razoavelmente insensvel s caractersticas singulares de cada instalao industrial, permitindo assim a comparao entre resultados. A seguir, na Figura 1, est a matriz de risco proposta pelo API 581.P R O B A B I L I D A D E

5 4 3 2 1 A B C D ECONSEQNCIAS

Risco Alto Risco Mdio-Alto Risco Mdio-Alto Risco Baixo

Figura 1 Matriz de Risco do API 581. Para determinar o Grau de Risco de cada equipamento foi estabelecido um mapeamento na matriz, que definiu Regies que representam o mesmo risco. A diviso do Grau de Risco foi feita em 4 (quatro) nveis: Baixo, Mdio, Mdio-Alto e Alto.

5

Sair6 Conferncia sobre Tecnologia de Equipamentos

2.2. Pela NR-13 Para a determinao dos vasos de presso que so cobertos pela NR-13 foi definida uma matriz de risco que conjuga o potencial de risco do equipamento, representado pelo produto P.V, e o risco representado pelo fluido contido no seu interior. Assim, foi definida a matriz de risco mostrada na Figura 2, a qual est com a classe de fluido adequadamente invertida em sua ordem.P O T E N C I A L D E 1 R 2 I S 3 C O 4 5 II III IV V V D I III III IV V I II III IV V I II III IV IV I I II III III

C B A CLASSE DE FLUIDO Categoria I Categoria II Categoria III Categoria IV Categoria V

Figura 2 Matriz de Risco pela NR-13. Para melhor caracterizar a montagem da matriz de risco, pode-se observar na Tabela 2 como so definidas as faixas para as classes de fluido e para o potencial de risco. Tabela 2 Classes de Fluidos e de potencial de risco para a matriz na NR-13. Potencial de Risco 1 2 3 4 Produto P.V1 PV100 30PV