A Indústria moderna, hoje conta com inúmeras possibilidades de ampliar sua produtividade e manter sua qualidade

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

ESCOLA DE ENGENHARIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MINAS, METALÚRGICA E DE MATERIAIS – PPGE3M

Probabilidade de detecção (POD) e inspeção baseada em risco (RBI)

ENSAIOS NÃO DESTRUTIVEIS APLICADOS [MMD00187]

Prof. Dr. Thomas Gabriel Rosauro Clarke

Aluno: Thomas Gomes dos Santos

Porto Alegre

2017

RESUMO

A indústria moderna, hoje conta com inúmeras possibilidades de ampliar sua produtividade e manter sua qualidade, entre os meios de se realizar as devidas inspeções podemos citar, por exemplo, análises destrutivas e não destrutivas sendo elas, as que necessitam de uma retirada de uma porção do material, podendo levar a ocorrência do descarte do mesmo e as que não comprometem o material estudado, podendo ser realizadas inspeções ainda com o material em uso.

Dentre os métodos de análise utilizados em inspeções na indústria petrolífera podemos ressaltar a análise por ultrassom como uma das mais utilizadas atualmente, isto devido a sua enorme aplicabilidade, porém devemos ressaltar que independente do método que se escolha devemos buscar sempre o que se demostre de maior confiabilidade na detecção de uma falha, os fatores que afetam a confiabilidade de uma análise, são: a capacidade específica do método de análise, os parâmetros de aplicações e o fator humano. Uma maneira de se medir a confiabilidade é através de maneiras estatísticas sendo umas delas utilizando as curvas PoD (probabilidade de detecção).

As curvas PoD são curvas matemáticas, descritas de maneira similar a uma função cumulativa de probabilidades, nas quais o valor mínimo encontrado é referente a 0% e o valor máximo é referente a 100%. [Bartholo, 2011]

Normalmente estas curvas são descritas em função das dimensões das descontinuidades, podendo assumir valores referentes a largura ou profundidade das falhas.

Uma das maneiras de se ampliar ou manter a produtividade de indústria consiste em reduzir o tempo de parada de maquina atuando diretamente na redução de riscos envolventes do processo, assim utilizando o risco como critério determinante dos períodos de inspeção.

Dentre os diversos ramos industriais, um dos que mais estão sujeito a sansões ambientais decorrente de falhas é o da indústria petrolífera, neste senário é notório que se busquem meios de se evitar uma falha agindo preferencialmente em períodos de inspeção baseados em risco. Com isso a API (American Petroleum Institute), desenvolveu um método de atividade baseada em risco o qual se aplica em um vasto número de equipamentos e processos, sendo ela a tecnologia de inspeção baseada em risco API RP 581 e API RP 580.

Neste artigo serão tratados especificamente o método de determinação da confiabilidade de uma técnica de análise (END) através da metodologia de PoD (probabilidade de detecção), também será tratada o método de análise de inspeção por RBI (inspeção baseada em risco).

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Introdução a probabilidade de detecção (PoD)

A confiabilidade de uma técnica pode ser definida como a capacidade de detecção de um defeito em função de suas dimensões, de uma condição e procedimento de inspeção especifico. Essa confiabilidade é normalmente apresentada em função do tamanho do defeito, embora possa ser atribuída a outros fatores como geometria, técnica END e pessoal.

Inspeções repetidas de um mesmo defeito poderão, poderão apresentar resultados diferentes em análises utilizando uma mesma técnica, portanto há uma desconformidade em resultados de detecção para cada tipo e tamanho de defeito, por isso a probabilidade de detecção é expressa em termo estatístico.

Durante a década de 80, em decorrência de uma série de estudos se chegou a um modelo mais geral para a curva PoD, em posição ao tamanho do defeito “a”, muitas análises indicaram a possibilidade da função PoD ser modela pela distribuição cumulativa (log normal).

Curvas PoD

Como visto anteriormente a PoD é o método mais fácil de determinar a confiabilidade de uma técnica END, através deste método é possível determinar a capacidade de detecção dos defeitos através dos tamanhos de defeitos.

O aspecto de uma curva PoD é semelhante a uma função cumulativa de probabilidades ,seu valor varia de 0 a 1 sendo essa a função de detecção de defeitos em função dos seus tamanhos.

Encontrar uma falha de pequeno tamanho é algo benéfico porem não é uma condição suficiente para sua confiabilidade, outros fatores incluem a capacidade de realizar análises repentinas, mas não idênticas além de ter a capacidade de reconhecer e distinguir falhas benignas (microestrutura, precipitados) de defeitos com dimensões semelhantes, Fig. 1.

Em uma curva ideal é observada uma região bem definida com uma transição brusca entre as dimensões criticas inferiores com a probabilidade de detecção igual a zero e a dimensão critica superiores com a probabilidade de detecção sendo igual a um, possuindo duas regiões com dimensões de detecção e não detecção de descontinuidades. Já em uma curva real é observada uma região intermediaria a qual sua probabilidade de detecção varia de acordo com o tamanho do defeito.

Decorrente de estudos atuais foram determinadas algumas metodologias de se construir a curva PoD, podendo ser obtida através de análises experimentais ou através de modelagem matemática, sendo que ambas as formas de construção das curvas necessitam de dados de inspeção, um grande volume de dados de influência influi diretamente em valores nos resultados de confiabilidade.

Tanto curvas construídas de maneira experimental quanto as modeladas necessitam de dados de inspeções para sua construção. Existe também a possibilidade de se modelar a curva PoD por simulação computacional esta não sendo necessária nenhum valor inspeção. Sendo este sua prática prudente, posteriormente seria apenas necessário aplicar uma metodologia para construção das curvas PoD.

Curvas construídas de maneira experimental necessitam de um volume muito grande de dados, de modo a se obter uma precisão estatística considerável, com o objetivo de se reduzir este volume de dados foi desenvolvido uma análise utilizando um volume limitado de dados experimentais.