Aplicação de Líquido Penetrante em Unidades de Filtração de Ar de Combustão em Turbinas a Gás

Página 1 de 8 Taubaté 210516 a 060816 TTEM 00216 APLICAÇÃO DE LÍQUIDO PENETRANTE EM UNIDADE DE FILTRAÇÃO DE AR DE COMBUSTÃO EM TURBINAS A GÁS APPLICATION OF LIQUID PENETRANT INSPECTION IN FILTRATION UNITS OF COMBUSTION AIR FOR GAS TURBINES Signatários Gabriel Nogueira de Oliveira¹ Stephany de Barros Camargo2 Prof Dr José Rubens de Camargo Universidade de Taubaté Prof Dr Evandro Luis Nohara Universidade de Taubaté Prof Dr Francisco José Grandinetti Universidade de TaubatéFEGUNESP Prof Dr Wendell de Queiroz Lamas USP Prof Dr José Rui de Camargo Universidade de Taubaté Finalidade Análise e aplicação da técnica de líquido penetrante em unidades de filtração Duração 3 meses 1 Aluno de Mestrado Profissional em Engenharia Mecânica da Universidade de Taubaté UNITAU 2 Aluna do curso de Engenharia Mecânica da Universidade de Taubaté UNITAUSP stephanycamargolivecom Palavras chave Líquido Penetrante Unidade de Filtração de ar Turbina a gás Ensaio Página 2 de 8 Resumo O presente trabalho técnico pretende abordar conceitos e aplicações do ensaio por líquido penetrante em unidades de filtração de ar de combustão para turbinas a gás Essa técnica se aplica à inspeção de soldas e superfícies metálicas visando à detecção de descontinuidades superficial É possível aplicar essas técnicas em diversas áreas e de diversas formas Nesse trabalho o foco será a aplicação conforme a norma ASME 1 INTRODUÇÃO O presente trabalho técnico pretende apresentar a técnica de ensaio por líquido penetrante para inspeção de peças e componentes de unidade de filtração de ar de combustão em turbinas a gás que rotacionam um gerador de energia Essa técnica tem sido utilizada largamente no meio industrial visando à detecção de descontinuidades superficiais Desta forma o objetivo principal do trabalho é apresentar a metodologia e a aplicação desse ensaio não destrutivo baseado na norma ASME 2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA 21 CONSIDERAÇÕES INICIAIS As unidades de filtração de ar de combustão em turbinas a gás figura 1 como o próprio nome já indica são responsáveis por filtrar e preparar o ar para ser inserido na câmara de combustão Através desse procedimento melhorase a eficiência da combustão e com isso a melhor eficiência na produção de energia Além disso motores de combustão requerem entrada de ar limpo Se poluentes no ar entram na câmara de combustão desgastes podem ocorrer nas paredes dos cilindros diminuindo a vida útil do motor Outro risco é que a função de peças eletrônicas localizadas entre as câmaras de sucção e de combustão também pode ser significativamente prejudicadas Figura 1 CONPONENTES FORMADORES DA UNIDADE DE FILTAÇÃO DE AR Página 3 de 8 Nesta figura 1 observamse melhor os componentes da unidade de filtração de ar Os componentes assim como as soldas são verificados através de ensaio de líquido penetrante seguindo nesse caso a norma ASME 22 LÍQUIDOS PENETRANTE O método consiste em fazer penetrar na abertura da descontinuidade um líquido Após a remoção do excesso de líquido da superfície fazse sair da descontinuidade o líquido retido através de um revelador A imagem da descontinuidade fica então desenhada sobre a superfície ANDREUCCI 2013 Segundo Andreucci 2013 o ensaio por líquidos penetrantes prestase a detectar descontinuidades superficiais e que sejam abertas na superfície tais como trincas poros dobras entre outras Podendo ser aplicado em todos os materiais sólidos e que não sejam porosos ou com superfície muito grosseira É muito usado em materiais não magnéticos como alumínio magnésio aços inoxidáveis austeníticos ligas de titânio e zircônio além dos materiais magnéticos É também aplicado em cerâmica vitrificada vidro e plásticos O ensaio por líquido penetrante pode ser dividido em seis etapas a Preparação e limpeza de superfície O objetivo da limpeza é remover tinta camadas protetoras óxidos areia graxa óleo poeira ou qualquer reside que impeça o penetrante de entrar na peça Figura 2 Figura 2 Preparação e limpeza de superfície b Aplicação do líquido penetrante Definese como aplicar por meio de pincel imersão pistola ou spray um líquido geralmente de cor vermelha ou fluorescente capaz de penetrar nas descontinuidades depois de um determinado tempo em contato com a superfície de ensaio Figura 3 Figura 3 Aplicação do líquido penetrante Página 4 de 8 c Remoção do excesso de penetrante Essa etapa baseiase em decorrido o tempo mínimo de penetração remover o excesso de penetrante de modo que a superfície de ensaio fique totalmente isenta do líquido este deve ficar retido somente nas descontinuidades Esta etapa do ensaio pode ser feita com um pano ou papel seco ou umedecido com solvente em outros casos lavase a peça com água secandoa posteriormente ou aplicase agente pósemulsificável fazendose depois a lavagem com água Figura 4 Figura 4 Remoção do excesso de penetrante d Revelação Para revelar as descontinuidades aplicase o revelador O revelador atua como se fosse um mataborrão sugando o penetrante das descontinuidades e revelandoas Figura 5 Figura 5 Revelação e Inspeção Tratase da inspeção propriamente dita No caso de líquido penetrante visível a inspeção é feita sob luz branca natural ou artificial Para os líquidos penetrantes fluorescentes as indicações se tornam visíveis em ambiente escuro sob a presença de luz negra f Limpeza Após a inspeção e a elaboração do relatório do ensaio a peça deve ser devidamente limpe removendo totalmente os resíduos do ensaio 3 METODOLOGIA A metodologia utilizada é baseada na norma ASME As classificações do líquido penetrante e revelador são apresentados pelas Tabelas 1 e 2 Página 5 de 8 Tabela 1 CLASSIFIÇÃO DE TIPOS DE LÍQUIDO PENETRANTE Para a realização do ensaio toda a superfície foi preparada De forma a garantir a isenção óleo graxas carepas escórias e outras substâncias que possam interferir com os resultados do ensaio As irregularidades da superfície foram eliminadas através de esmerilhamento lixamento usinagem ou qualquer outro meio mecânico que não provoque deformação da superfície O líquido penetrante foi aplicado através de pulverização frascos pressurizados respeitando se a norma de modo a cobrir toda área de interesse mais 25 mm adjacente a cada lado O tempo de penetração foi em função do material que foi sendo ensaiado porém ficou situado entre um valor mínimo de 10 minutos e máximo de 60 minutos A remoção do excesso de líquido penetrante também foi realizada de acordo com a norma ASME ou seja pela aspersão direta de água sobre a região ensa C e uma pressão inferior a 350 KPa Imediatamente após a secagem completa da superfície a ser examinada o revelador foi aplicado pôr meio de pulverização aerosol de modo a obterse uma camada fina e uniforme sobre toda superfície ensaiada Ainda conforme a norma ASME para que não haja perda na sensibilidade do ensaio a intensidade mínima de iluminação ambiente foi de 1000 lux Para evitar que a excessiva difusão do líquido penetrante no revelador dificulte a interpretação do tipo dimensão real das descontinuidades foi efetuada uma avaliação imediatamente após a aplicação do revelador A interpretação final dos resultados foi realizada entre 10 e 30 minutos a contar da conclusão da aplicação do revelador Foram inspecionadas cinquenta por cento das juntas soldadas 31 CRITÉRIO DE ACEITAÇÃO ASME Todas as superfícies devem estar livres de a indicações relevantes lineares b çõ l v q 316 8 c quatro ou mais indicações relevantes arredondadas em linhas separadas 116 1 menos de borda a borda d Uma indicaçãomancha de uma imperfeição por ser maior que a imperfeição entretanto o tamanho da indicação mancha é a base para avaliação de aceitação S çõ õ q 1161 v s como relevantes Figura 6 Página 6 de 8 Figura 6 Critério de aceitação ASME 4 RESULTADOS OBTIDOS Os resultados encontrados como descrito no fragmento do relatório a baixo Figura 7 foram satisfatórios As juntas soldadas assim como as peças tubulares não apresentaram descontinuidades acima dos critérios de aceitação Figuras 8 Portanto a unidade de filtração foi aprovada pelo ensaio de líquido penetrante Figura 7 Relatório do ensaio Página 7 de 8 Figura 8 Fotos do ensaio 5 CONCLUSÃO O ensaio por líquido penetrante mesmo se tratando de uma técnica relativamente antiga é aplicado em larga na indústria mundial Sua eficácia e fácil execução fazem dessa técnica uma das mais importantes no meio industrial No mesmo sentido o ensaio por líquido penetrante permite uma rápida e fácil inspeção nas unidades de filtração de ar para combustão em turbinas a gás Sendo utilizado em todos os produtos acabados de modo a garantir o perfeito funcionamento e a vida útil do mesmo 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS SCHAEFFER C Líquido Penetrante Acesso em Julho de 2016 disponível em httpdocenteifscedubrclaudioschaeffermaterial2MecatrC3B4nicaMateriais2Meca3E nsaio20de20MateriaisApostilaPrincipalensa19pdf ANDREUCCI R 2013 Líquido Penetrante Acesso em Julho de 2016 disponível em httpwwwabendiorgbrabendiUploadfilebibliotecaLP2013pdf20substituirpdf GARCIA C E 2008 Ensaios Não Destrutivos Líquido Penetrante Acessado em Julho de 2016 disponível em httpwwwebahcombrcontentABAAAAtqkALtrabalhosobreliquidopenetrante AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS ASME Section V Art6Liquid Penetrant Examination Página 8 de 8 7 Comunicado de responsabilidade O autor é o único responsável pelo material pesquisado Abstract The present study intends to address concepts and applications of testing by liquid penetrant inspection in filtration units of combustion air for gas turbines This technique applies to the inspection of welds and metal surfaces focusing on the detection of surface discontinuities It is possible to apply these techniques in several areas and in several ways In this paper the focus is the application in accordance with ASME Standard