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Como solucionar problemas e atualizar sistemas de otimização de processos de envelhecimento em plantas químicas

Postado por David Star

Sistemas de otimização do processo de envelhecimento em plantas químicas

Seja porque a equipe de manutenção está sobrecarregada ou simplesmente porque não realiza inspeções de rotina e regulares, os sistemas de visores de nível raramente falham sem aviso prévio. Em um exemplo notável, uma fábrica estava operando cerca de 20 visores de nível muito além dos intervalos de manutenção recomendados. As restrições orçamentárias levaram a equipe a se concentrar apenas na substituição das juntas, ignorando a corrosão química visível e pequenas rachaduras no próprio vidro. O resultado: um operador não conseguia mais ler o nível do tanque com precisão através do visor de nível danificado.

Essa falta de visibilidade levou ao transbordamento de um tanque, o que resultou no descarte do produto, em uma extensa limpeza e na elaboração de documentação regulatória. O custo para solucionar o incidente excedeu em muito o que um programa estruturado de substituição teria exigido. Esse padrão se repete em diversos setores industriais, mas é totalmente evitável.

Sistemas de otimização de processos, que podem abranger visores, indicadores de fluxo visual, medidores de nível, A iluminação LED e câmeras de vasos de processoOs componentes de segurança não são passivos. São elementos ativos de segurança e controle de qualidade e, quando envelhecem sem uma estratégia de manutenção ou atualização, as consequências variam de vazamentos incômodos a incidentes de produção dispendiosos. Veja como os engenheiros de manutenção e de projetos podem se antecipar ao problema.

Sinais de alerta de que seu visor ou sistema de observação está em risco.

Os indicadores iniciais mais comuns de um sistema de observação de processo comprometido também são fáceis de ignorar. Um ataque químico, comum em sistemas que lidam com ácidos, cáusticos ou solventes, pode causar descoloração, embaçamento ou corrosão na superfície do vidro. Um visor de nível que antes era transparente e agora está visivelmente turvo pode ainda estar "funcionando", mas sua integridade estrutural está comprometida. Vazamentos ao redor da face do flange ou do corpo do visor indicam falha na junta, que frequentemente precede uma ruptura completa da vedação. Em sistemas de câmeras, a degradação da qualidade da imagem, a substituição frequente do sensor ou a corrosão da carcaça que exige vedação repetida são todos sinais de que o conjunto está travando uma batalha perdida contra o ambiente do processo.

Outro sinal de alerta subestimado é a própria idade. Muitas fábricas de produtos químicos ainda utilizam visores de nível instalados há 20, 30 ou até 40 anos, frequentemente com painéis de vidro que nunca foram substituídos. As diretrizes da indústria geralmente recomendam ciclos de inspeção e intervalos de substituição do vidro com base em:

  • classe de pressão
  • faixa de temperatura
  • Exposição na mídia

Se sua fábrica não possui um cronograma de substituição documentado para esses componentes, isso é um sinal de alerta.

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Diagnóstico de vazamentos, fissuras por tensão e danos por corrosão

Quando a inspeção revela um problema, o próximo passo é um diagnóstico sistemático antes de se tomar qualquer decisão sobre a substituição. Vazamentos na face da junta geralmente indicam perda de compressão da junta ou degradação química do material de vedação — algo comum em sistemas onde a junta original foi especificada para um fluido menos agressivo do que o que atualmente circula na tubulação. A substituição da junta por um material quimicamente compatível (PTFE, grafite ou elastômeros especiais, dependendo do fluido) pode resolver o vazamento sem a necessidade de substituir todo o conjunto.

As fissuras por tensão que ocorrem em visores de vidro borossilicato fundido são mais graves. Normalmente, aparecem como pequenas fissuras radiais a partir da borda do vidro, frequentemente causadas por choque térmico, aperto excessivo dos parafusos de fixação ou desalinhamento das faces da flange. Um painel de vidro com fissura por tensão deve ser substituído imediatamente — o vidro está sob compressão e a falha pode ser repentina. Danos por corrosão no corpo ou na flange de fixação, particularmente corrosão por pite ou afinamento da parede visíveis na inspeção, significam que a própria estrutura foi comprometida e a substituição completa do conjunto deve ser planejada.

Quando substituir o vidro ou o conjunto completo

Nem todo problema exige a substituição completa do conjunto, e parte da gestão inteligente de ativos é saber a diferença. A substituição apenas do vidro é apropriada quando o corpo, o flange, os componentes de fixação e as superfícies da junta estão em boas condições e a falha se limita ao próprio painel de vidro — ataque químico superficial, leve embaçamento ou uma troca programada durante a manutenção. Muitos modelos de visores de vidro, incluindo o METAGLAS, podem ser substituídos.® As janelas de borosilicato fundido da LJ Star são projetadas para facilitar a substituição do vidro em uma estrutura que, de outra forma, permaneceria funcional.

A substituição completa do conjunto faz sentido quando o corpo apresenta corrosão ou danos por tensão, quando a classificação de pressão ou temperatura da unidade existente não corresponde mais às condições atuais do processo ou quando o projeto do conjunto está obsoleto e o vidro ou as vedações de reposição não estão mais prontamente disponíveis. Em fábricas mais antigas, este último ponto é cada vez mais comum — encontrar vidro para um corpo de visor de nível da década de 1970 pode se tornar uma corrida trimestral. Padronizar as linhas de produtos atuais com peças de reposição disponíveis é uma melhoria significativa na confiabilidade.

Atualização para soluções de maior pressão ou maior temperatura

A intensificação de processos, mudanças na matéria-prima e atualizações de equipamentos frequentemente levam as condições operacionais além da capacidade para a qual os sistemas de monitoramento originais foram projetados. Um visor de nível especificado para 150 psi a 300°F pode estar operando em uma tubulação que foi posteriormente reclassificada para 300 psi a 400°F, o que está bem fora de sua faixa de projeto, mesmo que ainda não tenha apresentado falhas.

A modernização nesses casos nem sempre exige modificações no recipiente. Muitos conjuntos de visores de nível modernos estão disponíveis em classes de pressão mais elevadas, até 3,000 psi ou mais para modelos industriais especiais, e em classificações de temperatura que acomodam linhas de vapor, sistemas de óleo térmico e reatores de alta temperatura. Para ambientes com forte exposição a produtos químicos, os designs em vidro borossilicato fundido, que colocam o vidro em compressão, oferecem resistência substancialmente maior tanto ao ataque químico quanto aos ciclos de pressão. Quando se trata de sistemas de câmeras, a seleção de invólucros com classificações de pressão adequadas, materiais de lentes resistentes a produtos químicos e eletrônica selada evita a falha por corrosão incremental que afeta as instalações de câmeras em ambientes agressivos.

Melhorando a segurança dos trabalhadores sem redesenhar o vaso de processo

Uma das atualizações mais importantes disponíveis para plantas químicas antigas não requer nenhuma modificação nos vasos: afastar os operadores da visualização direta dos processos perigosos através do visor. As câmeras para vasos de processo permitem que os operadores monitorem as operações de mistura, reação, separação e enchimento a uma distância segura, eliminando a necessidade de ficarem próximos a equipamentos pressurizados que contenham substâncias corrosivas ou tóxicas.

Para instalações onde os visores de nível devem permanecer como pontos de observação primários, diversas melhorias de segurança podem ser implementadas posteriormente. Escudos de proteção, feitos de mica, FEP ou Kel-F, podem ser montados no lado do processo do vidro para prolongar a vida útil e reduzir o risco de contato com produtos químicos em caso de falha do vidro. (Vale ressaltar que nosso METAGLAS® O visor de vidro fundido nunca apresentou falhas conhecidas em campo. Anéis de proteção e escudos de deflexão no lado atmosférico protegem os operadores de fragmentos de vidro em caso de falha catastrófica. As melhorias na iluminação do processo aprimoram a visibilidade através dos visores e sistemas de câmeras, reduzindo o risco de leitura incorreta das condições do processo que poderiam levar a decisões inseguras por parte do operador.

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Planejando a confiabilidade a longo prazo do seu sistema de observação de processos.

Os programas de atualização de monitoramento de processos mais eficazes tratam esses componentes da mesma forma que tratam os equipamentos rotativos: com intervalos de inspeção documentados, critérios de substituição definidos, estoque de peças de reposição e revisão de engenharia quando as condições do processo mudam. Os principais elementos de um plano de confiabilidade de longo prazo incluem:

  • Estabelecer uma classificação de criticidade para visores e câmeras com base no potencial de risco do meio de processo e nas consequências de uma falha não planejada.
  • Definir intervalos de substituição do vidro com base na classe de pressão, temperatura e exposição química, em vez de esperar pela degradação visível.
  • Manter uma lista de materiais que identifique os componentes de reposição atualmente disponíveis para cada sistema de observação da fábrica.
  • Acionar uma revisão de engenharia sempre que uma linha for reclassificada ou houver alterações na composição química da matéria-prima.

Sistemas de observação de processos envelhecidos representam um risco administrável, mas apenas quando gerenciados ativamente. Para plantas químicas que utilizam equipamentos antigos, a combinação de diagnósticos direcionados, substituição de visores ou conjuntos com base na condição, em vez de em situações de crise, e atualizações criteriosas para soluções mais modernas ou baseadas em câmeras pode reduzir significativamente tanto a exposição a riscos quanto o tempo de inatividade não planejado. A LJ Star oferece uma ampla gama de visores, incluindo o METAGLAS.® Janelas de borosilicato fundido, câmeras para vasos de processo e soluções de iluminação de processo projetadas para atender às demandas de processamento químico e outros ambientes industriais severos. Para saber mais ou solicitar uma consulta, visite www.ljstar.com.

Sobre o autor: David Star

David Star é o proprietário e CEO da LJ Star Incorporated, uma empresa líder no fornecimento de equipamentos para otimização de processos, sediada em Twinsburg, Ohio. Desde a fundação da empresa em 1992, com mais de 35 anos de experiência, ele transformou a LJ Star em uma importante fornecedora para os setores de ciências da vida, alimentos e bebidas, indústria e biotecnologia. 

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