NBR - 15572 - Ensaios não destrutivos - Termografia.pdf

ABNT/ONS-58 PROJETO DE REVISÃO DA ABNT NBR 15572 ABRIL 2012

Ensaios não destrutivos — Termografia — Guia para inspeção de equipamentos elétricos e mecânicos

APRESENTAÇÃO 1) Este Projeto de Revisão foi elaborado pela Comissão de Estudo de Termografia do (CE-58:000.11) (CE-58:000.11) do ABNT/ONS-58  – Ensaios Não Destrutivos, nas reuniões de: 07.05.2010

28.05.2010

30.07.2010

29.10.2010

25.03.2011

01.07.2011

2) Este Projeto de Revisão é previsto para cancelar e substituir a edição anterior  (ABNT NBR 15572:2008), quando aprovado, sendo que nesse ínterim a referida norma continua em vigor; 3) Não tem valor normativo; 4)  Aquele  Aqu eless que tiver ti verem em con conhec hecime iment ntoo de qua qualq lquer uer direit dir eitoo de pat patent entee dev devem em aprese apr esenta ntarr est estaa informação em seus comentários, com documentação comprobatória; 5) Este Projeto de Norma será diagramado conforme as regras de editoração da ABNT quando de sua publicação como Norma Brasileira. 6) Tomaram parte na elaboração deste Projeto: Participante

Representante

 ABENDI  ABE NDI BRASITEST CHESF FURNAS

 Ana Paula Pau la M. Gio Giolo lo Thiago José Bueno Tereza Cristina L. Galindo Laerte dos Santos Walter Venturini da Silva Luiz do N. Pereira Júnior  Carla Alves Marinho Lucas Belchior Mendes Wagney Alves da Silva Lívia Cristina F. de Castro Oswaldo Marcelo Deek  Aleja  Ale jandr ndroo Maria Mar ia Bonav Bon avera era Gastón Maria Bonavera Mario Cimbalista Jr.

METRÔ SP PETROBRAS

REM TECNOEMEL SRL THERMOTRONICS

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Ensaios não destrutivos — Termografia — Guia para inspeção de equipamentos elétricos e mecânicos Non-destructive testing  — Thermography  — Guide for inspection of electrical and mechanical  equipment 

Prefácio  A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte: Scope This Standard represents a guide for inspection of electrical and mechanical equipment, indicating final  user’s and inspector’s responsibilities. This Standard describes a suitable routine in order to perform thermographic inspection in electrical and  mechanical equipment. This Standard does not intend to approach all of security aspects involved. The final user has the obligation to follow security practices according to the legal considerations in force

Introdução  Anomalias por aquecimento em componentes elétricos são usualmente geradas por um acréscimo de resistência, que pode ser causado por conexões mal fixadas ou deterioradas, curtos-circuitos, sobrecargas, desequilíbrio ou falta de carga e componentes colocados ou instalados inadequadamente, defeitos na isolação elétrica.e arrefecimento. Em equipamentos mecânicos, anomalias por aquecimento são usualmente criadas por atrito causado por lubrificação imprópria, desalinhamento, componentes aquecidos ou alterações de cargas mecânicas. Da mesma forma que o descrito anteriormente, anomalias caracterizadas por temperaturas reduzidas são usualmente causadas por falha de componentes.  Anomalias em sistemas de isolação térmica são usualmente causadas por materiais deteriorados, contaminados, instalação incorreta, quantidade insuficiente ou ausência de material.

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Fornecer opiniões confiáveis sobre as causas das anomalias, quanto à integridade do equipamento ou recomendações para ações corretivas, exige conhecimento específico e habilidades do termografista. Os dados fornecidos pelas inspeções termográficas se referem às condições do equipamento no instante da inspeção. A inspeção termográfica não tem caráter corretivo. Uma inspeção termográfica de equipamento elétrico e mecânico não assegura sua plena operação. Outros ensaios e manutenção apropriada são necessários para garantir seu desempenho esperado. Esta Norma pode envolver o uso de equipamentos e materiais na presença de calor, movimento ou ambos, ou equipamentos energizados eletricamente.

1 Escopo 1.1 Esta Norma constitui um guia para inspeção de equipamentos elétricos e mecânicos, indicando as responsabilidades do usuário final e do inspetor termografista. 1.2 Esta Norma descreve uma rotina adequada para a inspeção de equipamentos elétricos e mecânicos. AVISO — Esta Norma não pretende abordar todos os aspectos de segurança relacionados ao seu uso. É de responsabilidade do usuário final estabelecer as práticas de segurança e saúde em atendimento à legislação vigente.

2 Referência normativa O documento relacionado a seguir é indispensável à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas).  ABNT NBR 15424, Ensaios não destrutivos  – Termografia – Terminologia

3 Termos e definições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os termos e definições da ABNT NBR 15424.

4 Qualificação de pessoal Nível profissional atribuído a um inspetor, decorrente da comprovação formal de seus conhecimentos, competências, habilidades, e aptidões, que capacitam o profissional a exercer as atribuições e responsabilidades em termografia.

5 Certificação de pessoal  A realização do trabalho demanda a emissão de um certificado de acordo com o procedimento estabelecido pelo organismo de certificação para confirmar que as exigências de qualificação para um determinado nível foram atendidas.

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6 Responsabilidades pessoais 6.1 Termografista Convém que o termografista: tenha conhecimento ou solicite informações sobre os componentes, suas funções e o regime de operação dos equipamentos inspecionados para entender os padrões térmicos observados; tenha conhecimento para ponderar os efeitos das condições ambientais e de operação dos equipamentos nos resultados encontrados; seja capaz de executar o ensaio e interpretar os dados provenientes, sendo responsável pela confiabilidade dos resultados provenientes das inspeções termográficas; conheça a operação do termovisor utilizado e suas limitações para o tipo de inspeção requerida; tenha conhecimento dos requisitos de segurança da NR-10, de acordo com o tipo de inspeção a ser realizada, se suas atividades abrangerem a inspeção de equipamentos elétricos; obedeça às práticas e normas de segurança da empresa.

6.2 Assistente qualificado Convém que o assistente qualificado: atenda a todas as atribuições relacionadas em 10.2 a 10.4; tenha conhecimento dos requisitos de segurança NR-10, de acordo com o tipo de inspeção a ser  realizada.

6.3 Usuário final Convém que o usuário final: assuma a responsabilidade por consequências provenientes de ações tomadas, ou não, como resultado de dados fornecidos por uma análise termográfica; designe, para acompanhar o termografista, um assistente qualificado que tenha conhecimento sobre a operação e o histórico dos equipamentos a serem inspecionados.

7 Aplicações do ensaio termográfico 7.1 Inspeção de equipamentos elétricos em operação, como transformadores, painéis elétricos e seus componentes, motores, linhas de transmissão, banco de baterias, banco de capacitores e equipamentos de manobra, entre outros. 7.2 Inspeção de equipamentos mecânicos em operação, como mancais, acoplamentos, redutores, rolamentos, entre outros.

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7.3 Criação de um banco de dados do histórico de temperatura de equipamentos elétricos e/ou mecânicos. 7.4  Avaliação dos reparos que foram realizados para corrigir anomalias térmicas previamente detectadas. 7.5

Investigações para melhorias de processos produtivos.

8 Limitações do ensaio termográfico 8.1 O ensaio termográfico está sujeito a variáveis que podem interferir na precisão das medições, como a baixa emissividade dos componentes inspecionados, as variações na corrente de carga, o efeito da convecção natural e forçada, as mudanças nas condições ambientais, entre outras. 8.2 Utilizar a temperatura absoluta ou a diferença relativa de temperatura medida através da termografia como o único parâmetro para definir uma falha não é recomendável. 8.3  A incerteza da medição de temperatura depende da calibração da câmera termográfica e da incerteza dos parâmetros informados pelo termografista. 8.4 Recomenda-se a observação direta do componente a ser avaliado, sem que se interponham quaisquer anteparos entre ele e a câmera termográfica (com exceção das janelas infravermelhas, as quais são dispositivos transparentes ao infravermelho). Quando isto não for possível, considerar as implicações pertinentes. Caso não seja possível a observação direta, recomenda-se a observação por  reflexão utilizando um material de alta refletividade. 8.5 Recomenda-se a observação do componente segundo vários ângulos.

9 Instrumentos Para a especificação do instrumento adequado, recomenda-se que, de acordo com a aplicação, o usuário observe os seguintes itens: a) faixa da temperatura de medição; b) faixa espectral; c) resolução espacial e de medição; d) tipo de detector; e) sensibilidade térmica; f)

campo de visão (FOV);

g) taxa de repetição de quadros (frame rate); h) temperatura de operação; i)

grau de proteção do instrumento: interferência eletromagnética, resistência a vibrações e a choques, encapsulamento; NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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 j)

características físicas: ergonomia, peso, dimensão;

k) possibilidade de ajuste de parâmetros: distância, temperatura e umidade, emissividade; l)

pós-processamento que permita uma avaliação qualitativa e quantitativa a partir da alteração dos parâmetros de medição;

m) certificado de calibração com rastreabilidade reconhecida.

10 Procedimento 10.1 Equipamentos e materiais Os equipamentos e materiais necessários à execução da inspeção são os seguintes: câmera termográfica calibrada e adequada ao tipo de inspeção a ser realizada; termo-higroanemômetro calibrado para determinação das condições ambientais; alicate tipo amperímetro categoria III ou IV, quando aplicável; NOTA Recomenda-se que a periodicidade de calibração dos instrumentos de medição descritos acima não ultrapasse 24 meses.

máquina fotográfica digital; lanterna de alta potência (para inspeções noturnas); rádio para a comunicação interpessoal, conforme legislação vigente; inventário (com informações relevantes sobre a última inspeção), com equipamentos mapeados segundo uma rota lógica sequencial de inspeção eficiente e segura; equipamentos de proteção individual (EPI) necessários à execução do serviço, conforme legislação vigente.

10.2 Práticas recomendadas antes da execução da inspeção 10.2.1 Designação de um assistente qualificado, por parte do usuário final, para acompanhar o termografista nos serviços de inspeção, conforme legislação vigente. 10.2.2 Convém que o termografista e/ou o assistente qualificado tenha conhecimento sobre informações genéricas a respeito das instalações e equipamentos a serem inspecionados, como: tipo de fonte de energia elétrica; classificação da área; informações sobre zonas de risco e controlada.

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10.3 Práticas recomendadas para a execução da inspeção 10.3.1 Efetuar o ajuste de parâmetros no termovisor no início dos trabalhos de inspeção. Este ajuste pode ser modificado cada vez que parâmetros como emissividade, distância do objeto, umidade do ar, temperatura ambiente, atmosférica e refletida ou a presença de janelas infravermelhas sofrerem alteração. 10.3.2 No caso de painéis energizados que não podem ser abertos por motivos de segurança ou operacionais, recomenda-se a instalação de janelas infravermelhas com posicionamento adequado. 10.3.3 Na presença de janela infravermelha, e para câmeras que não disponham de ajuste de compensação, utilizar como emissividade do alvo o produto da emissividade do componente pela transmitância da janela. NOTA A transmitância espectral das janelas infravermelhas é informada no certificado emitido pelo fabricante, quando da sua aquisição, com a devida validade.

10.3.4  Ajustar a faixa de temperatura do termovisor de acordo com a temperatura do alvo a ser medido. 10.3.5 Convém que o termografista faça a medição de temperatura nas áreas dos componentes onde existam cavidades, oxidação, corrosão ou sujeira, aproveitando-se do incremento de emissividade nestas áreas. 10.3.6 Para equipamentos colocados em operação, ou submetidos a grande variação de carga, recomenda-se registrar a temperatura, após o sistema atingir a estabilidade térmica. 10.3.7 Recomenda-se que as inspeções sejam realizadas com carga máxima. Evitar inspecionar  componentes que estejam operando com carga abaixo de 40 % do valor histórico. Para isso, convém que o assistente qualificado confira se as cargas dos objetos sob inspeção são adequadas e, quando necessário e/ou possível, aumente para valores satisfatórios, aguardando tempo suficiente, como mencionado em 7.3.5. 10.3.8 Para a inspeção em ambientes abertos, incluir o descrito em 10.8.3.1 a 10.3.8.3. 10.3.8.1 Evitar inspeções termográficas diurnas, para não haver influências do reflexo e do carregamento solar. Quando isto for inevitável, recomenda-se: realizar as inspeções nas primeiras horas da manhã ou ao entardecer, evitando o carregamento solar; observar o mesmo objeto segundo várias posições diferentes para evitar os efeitos do reflexo solar. 10.3.8.2 Evitar inspeções com velocidade do vento acima de 20 km/h (aproximadamente 6 m/s). 10.3.8.3 Não realizar inspeções sob chuva, garoa ou neblina. Após a estiagem, esperar no mínimo 1 h para iniciar o trabalho. 10.3.9 Evitar inspeções com umidade relativa do ar acima de 90 %, a não ser que o fenômeno inerente esteja associado à umidade elevada, como, por exemplo, correntes superficiais. 10.3.10 Recomenda-se que o ângulo entre o termovisor e o ponto inspecionado seja o mais perpendicular possível, de modo a evitar a redução na emissividade em função de ângulos de NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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observação inadequados (maiores que 60º em relação à normal, linha perpendicular ao plano do objeto-alvo). Utilizar a lente adequada às distâncias e às dimensões dos pontos a serem 10.3.11 inspecionados. 10.3.12 Evitar posicionar a câmera termográfica próximo de equipamentos elétricos com emissão de campo eletromagnético elevado para prevenir eventuais interferências eletromagnéticas no processo de formação de imagem e danos a câmera. Esta observação é especialmente valida se a câmera possuir visor baseado em tubo de raios catódicos. 10.3.13 Convém que o assistente habilitado auxilie o termografista em suas anotações e na observação de seu deslocamento pela área, uma vez que o inspetor estará concentrado na análise termográfica. 10.3.14

Seguir as demais orientações específicas do usuário final.

10.4 Práticas recomendadas para a execução do ensaio, na ocorrência de abertura de painéis elétricos energizados 10.4.1  A inspeção em painéis elétricos deve atender aos requisitos de segurança. Observar EPI e zona livre para posicionamento do termografista. 10.4.2 Convém que o assistente qualificado realize uma inspeção visual verificando possíveis anormalidades no interior do painel, como peças soltas, existência de componentes danificados, presença de objetos estranhos ou animais, ou qualquer outra situação de risco existente. 10.4.3 Caso seja necessário efetuar quaisquer medições elétricas complementares ou anotações gerais sobre o equipamento, recomenda-se que estas sejam de responsabilidade do assistente qualificado.

10.5 Práticas recomendadas para identificação, avaliação e gestão das anomalias térmicas 10.5.1  Ao localizar algum ponto com provável anomalia térmica, recomenda-se: realizar a melhor imagem possível, ajustando o foco, distância e ângulo; registrar e corrigir os valores medidos segundo os critérios de correção de temperatura adotados e previamente acordados com o usuário final. Registrar a velocidade do vento, temperaturas ambiente e atmosférica, umidade relativa do ar e o que for pertinente; obter e registrar a corrente elétrica do circuito ou equipamento sob ensaio e verificar se houve grande variação na curva de carga no período de 1 h que antecedeu ao ensaio. Caso positivo, aguardar o equilíbrio térmico; identificar e registrar os dados que permitam a localização do ponto, como informações do equipamento, fase, número do circuito e tensão de operação; realizar, além do termograma, uma imagem visual da anomalia e, sempre que possível, um termograma de uma referência. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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10.5.2 Nos casos de dúvida quanto à classificação das anomalias identificadas, recomenda-se acordar  com o usuário final o melhor momento para uma reinspeção, considerando melhores condições de carga e ambientais. 10.5.3 É recomendável o emprego de softwares de gerenciamento de inspeções termográficas que auxiliem na elaboração do relatório e facilitem a consulta do histórico de um determinado equipamento. 10.5.4  A avaliação da severidade da anomalia térmica deve ser realizada seguindo os critérios próprios do usuário final, requisitos normativos, quando eventualmente adotados, ou recomendações do fabricante. 10.5.5 Convém que após ações corretivas da equipe de manutenção, o usuário final solicite nova inspeção para assegurar que as anomalias foram sanadas. NOTA Quando os ensaios termográficos não forem conclusivos, é recomendada a utilização complementar de outros métodos de ensaios.

11 Registro de resultados 11.1 Recomenda-se que os registros da inspeção por termografia sejam feitos em relatório, contendo pelo menos: a) identificação do equipamento inspecionado; b) condições operacionais do equipamento; c) especificação do termovisor utilizado (fabricante e modelo do termovisor, com suas características essenciais e data de calibração); d) modelo e data de calibração do termo-higroanemômetro e demais instrumentos auxiliares porventura utilizados; e) descrição dos parâmetros de ensaio utilizados (emissividade, temperaturas ambiente, atmosférica e refletida, velocidade do vento, umidade relativa do ar); f)

registro de qualquer meio atenuante, como janelas infravermelhas, filtros ou quaisquer outros;

g) data e horário de início e fim da inspeção; h) nome e identificação dos executantes da inspeção; i)

nome e identificação do usuário final;

 j)

número da ordem de serviço e/ou permissão de trabalho;

k) registro dos resultados, contendo os termogramas com a indicação das anomalias e correspondente registro fotográfico; l)

diferença entre a temperatura da anomalia e a temperatura de uma referência;

m) motivo da não inspeção de um determinado equipamento (por exemplo, não inspecionado/desligado, não inspecionado/sem carga, não inspecionado/em reparo, não inspecionado/manobra não realizada pela operação etc.); NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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n) recomendação das ações corretivas ou ensaios complementares;

12 Segurança, meio ambiente e saúde Observar as normas pertinentes quanto à área, atividade, processo e condições de trabalho.

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Bibliografia [1]

Dissertação de mestrado de Laerte dos Santos: Termografia Infravermelha em subestações de alta tensão desabrigadas, Universidade Federal de Itajubá, 2006;

[2]

Snell, J., Fritz, J.; “Improving Measurements for Thermographic Electrical Inspections ”, Machinery

Reliability Conference, Charlotte, USA, 1998; [3]

Marinho C., Honório A. A., Santos, C.P., Lima, T. R., Silva, W. A.; Guia de Boas Práticas para Inspeção Termográfica de Equipamentos Elétricos e Mecânicos, PETROBRAS, 2010.

[4]  ASTM E 1316, Terminology for Nondestructive Examinations [5]  ASTM E 1934, Examining Electrical and Mechanical Equipment with Infrared Thermography 

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