Detecção e Prevenção de Vazamentos em Sistemas de Fluidos: Um Guia Completo

Causas Comuns e Custos de Vazamentos em Sistemas de Fluidos

Nick Iverson, Engenheiro de Campo, América do Norte

Vazamentos em sistemas de fluidos são ocorrências comuns na maioria das plantas industriais. Como você é responsável por manter a segurança e a rentabilidade da sua planta, até mesmo o menor vazamento pode representar um problema. Por isso, é útil entender como e por que os vazamentos ocorrem, como localizá-los e testá-los, e, por fim, como desenvolver uma estratégia para abordar e reduzir vazamentos em toda a planta.

O Custo dos Vazamentos

Embora vazamentos sejam comuns em plantas, existem muitas razões financeiras para abordá-los prontamente e desenvolver um plano para prevenir futuros.

• Estima-se que milhões de galões de fluidos hidráulicos sejam desperdiçados anualmente. Um único galão de fluido hidráulico custa aproximadamente US$ 40.
• A perda de lubrificação do fluido pode levar a danos custosos nos equipamentos, como desgaste prematuro e falha de máquinas.
• As plantas reduzem seu potencial de produção sempre que paralisam um processo para consertar um vazamento. Esse tempo de inatividade pode resultar em perda significativa de lucro.
• Sua equipe pode inadvertidamente produzir um produto fora de especificação devido a calibração ou operação inadequada de instrumentos por causa de um vazamento. Esse material deve então ser retrabalhado, vendido a preço reduzido ou descartado.
• Gotejamentos de óleo por vazamentos podem criar um ambiente de trabalho inseguro, causando escorregões e acidentes. Emissões fugitivas também podem ser caras para reparar e perigosas para a saúde dos funcionários.
• Vazamentos podem levar a multas sérias por não conformidade se sistemas e equipamentos violarem regulamentos de segurança.
• Leva tempo e dinheiro localizar e reparar vazamentos. Você pode precisar contratar uma equipe especializada para gerenciar vazamentos de produtos químicos tóxicos, enfrentando potencialmente o custo de uma parada do sistema para inspeção completa.

Três Causas Comuns de Vazamentos em Sistemas de Fluidos

Pode ser surpreendente saber que a maioria dos vazamentos não resulta de peças de qualidade inferior. Em vez disso, ocorrem devido a erro humano — seja na instalação de um componente ou na seleção do próprio componente. Escolher os componentes certos e instalá-los corretamente pode aumentar a segurança da planta e economizar tempo e custo significativos.

Para ajudar sua equipe a entender e mitigar melhor os vazamentos na sua planta, os Engenheiros de Campo da Swagelok documentaram as três causas mais comuns:

• Vedações Metal-a-Metal Não Confiáveis: Fazer e manter vedações metal-a-metal altamente confiáveis pode ser difícil, especialmente ao longo do tempo. As diretrizes do fabricante devem ser seguidas precisamente para evitar vazamentos ao usar essas vedações. Em alguns casos com válvulas, você pode até querer substituir o componente por um com vedação de assento macio, especialmente quando é necessário fechamento repetitivo de gás.
• Conexões de Tubo Instaladas Impropridamente: Montar corretamente conexões de tubo reduzirá muito a probabilidade de vazamentos e aumentará a segurança da sua planta. Certifique-se de que seus técnicos são treinados em como fazer corretamente a montagem de uma conexão, incluindo orientar as anilhas adequadamente e usar uma galga de folga para verificar a quantidade correta de puxada.
• Seleção, Manuseio e Preparação Deficientes do Tubo: Sua seleção e preparação do tubo também podem aumentar o potencial de vazamentos. Materiais de tubulação incompatíveis com o fluido do processo ou ambiente externo serão propensos a corrosão, falha prematura e vazamentos. Além disso, tubos cortados de forma irregular ou que foram amassados, arranhados ou não foram desbarrilhados podem comprometer a capacidade de vedação da conexão.

Três Tipos de Vazamentos

Entender o tipo de vazamento ajudará sua equipe a determinar as medidas corretivas apropriadas para abordá-lo. Abaixo, engenheiros da Swagelok identificam os três tipos de vazamentos comumente encontrados em sistemas de fluidos:

Vazamento Real: Um vazamento resultante da falha de uma barreira de pressão em conter ou isolar um fluido do sistema do ambiente circundante. Ocorre devido a rachaduras no material ou espaços entre superfícies de vedação.

Vazamento Virtual: Uma liberação de fluido internamente aprisionado em um sistema de fluidos devido a desgasificação de material, fluidos absorvidos ou adsorvidos, aprisionamento em fendas ou trechos mortos.

Permeação: Uma passagem de fluido para dentro, através e para fora de uma barreira de pressão que não tem orifícios grandes o suficiente para permitir que mais do que uma pequena fração das moléculas passe por qualquer orifício individual.

Métodos de Detecção de Vazamentos

Em geral, a maioria dos testes de vazamento é realizada em um sistema pressurizado — seja com fluido de processo real ou com um fluido substituto como água, ar, nitrogênio ou hélio. Para fins práticos, os métodos de teste podem ser segmentados naqueles normalmente realizados em equipamentos instalados versus aqueles mais comumente realizados em bancada (ou em laboratório).

1. Teste Visual: Este é o tipo mais fundamental de teste de vazamento para um sistema líquido. Vazamentos são indicados por gotejamentos reais ou umidade na superfície abaixo dos vazamentos. É mais comumente realizado em equipamentos instalados, porém também é comumente usado em bancada para testar conjuntos de mangueiras.
2. Teste de Bolhas: Este é um teste simples e econômico para sistemas de gás. Usa um filme fino de surfactante (como Snoop) ou submersão em banho de água. É um teste comum tanto em equipamentos instalados quanto em bancada. É usado mais para indicar a presença de um vazamento do que para medir a quantidade e requer observação de bolhas.
3. Teste de Variação de Pressão: Este teste é usado tanto para líquidos quanto para gases. O equipamento sob teste é pressurizado em condição isolada a uma pressão prescrita por uma duração prescrita. O vazamento resulta em uma queda gradual de pressão que é mensurável. Um tipo comum de teste de variação de pressão é o Teste de Decaimento de Pressão. É mais comumente realizado em bancada, porém pode ser realizado em equipamentos instalados com considerações cuidadosas no design do teste. Este teste requer equipamento mínimo e pode ser automatizado.
4. Teste Ultrassônico Aerotransportado: Este teste é usado em sistemas de gás. Requer um dispositivo de medição ultrassônica aerotransportada que pode ser usado para localizar a presença de um vazamento. Para sistemas pressurizados, este teste pode ser usado para aproximar a taxa de vazamento. Este teste também pode ser realizado em sistemas não pressurizados usando um dispositivo adicional de geração de som interno. O teste ultrassônico aerotransportado é comumente usado em equipamentos instalados.
5. Teste de Espectrometria de Massas: Este teste é usado em sistemas de gás. Um espectrômetro de massas é usado para detectar a presença de quantidades traço de gás vazado e quantificar o vazamento. É quase exclusivamente realizado usando hélio como substituto, caso em que é chamado de Teste de Vazamento com Hélio. Teste externo é usado para sistemas pressurizados enquanto teste interno é usado em sistemas de vácuo. Este método é mais comumente usado em bancada para identificar vazamentos muito pequenos.

Priorização de Vazamentos

Embora não seja possível abordar todo tipo de vazamento em uma planta imediatamente, sua equipe pode trabalhar para categorizar vazamentos para ajudar a priorizar oportunidades de manutenção e reparo.

• Vazamentos Perigosos: Qualquer vazamento que apresente um problema de segurança deve ser prioridade máxima. Isso inclui vazamentos de gases nocivos e produtos químicos cáusticos, bem como vazamentos que criam riscos de escorregão/queda. Seus gestores de risco devem identificar esses problemas de segurança primeiro, e então enviar seus melhores técnicos de manutenção para corrigi-los imediatamente.
• Vazamentos Custosos: Coletivamente, todos os vazamentos na sua planta podem somar um custo significativo. No entanto, alguns vazamentos — mesmo pequenos — podem ser responsáveis por uma porcentagem considerável desse custo. Consertar um pequeno vazamento de gás argônio caro, por exemplo, pode oferecer economia drasticamente maior comparado a parar um grande vazamento de ar comprimido de menor custo. Saiba como a economia com vazamentos pode aumentar rapidamente.
• Vazamentos Incômodos: Finalmente, você pode ter uma grande variedade de vazamentos menores que não apresentam riscos de segurança e não são responsáveis por perdas maiores. Você pode esperar para abordar esses vazamentos de baixa prioridade quando sua equipe de manutenção não estiver sobrecarregada com outras tarefas mais críticas.

Consideramos útil treinar — e reciclar — engenheiros e técnicos em uma variedade de tópicos para aprimorar suas habilidades na identificação e abordagem de diferentes tipos de vazamentos. O treinamento pode incluir desde educação sobre seleção adequada de materiais até cursos práticos de desenvolvimento de habilidades em dobra de tubos e procedimentos de instalação de conexões de tubo. Felizmente, a Swagelok oferece muitos programas especializados de treinamento e educação para garantir que sua planta opere de forma segura e eficiente. Quando sua equipe treinada tem foco na identificação e parada de vazamentos, sua planta realizará operações mais seguras e econômicas.

Para saber mais sobre como identificar e abordar vazamentos, bem como treinar sua equipe nas melhores práticas, entre em contato com o centro de vendas e serviços Swagelok local.