Inspeção em tubos de TROCADOR DE CALOR
As inspeções em trocadores de calor utilizando as técnicas IRIS (Internal Rotary Inspection System) e Eddy Current (Corrente Parasita) são amplamente empregadas na indústria petroquímica, de energia, papel e celulose, e outras que operam sistemas de troca térmica com feixes tubulares.
Essas técnicas oferecem alta precisão na detecção de falhas internas e degradações metálicas, permitindo planejamento de manutenção preditiva e aumento da confiabilidade operacional.
Técnica IRIS (Internal Rotary Inspection System)
Princípio de funcionamento:
A técnica IRIS é baseada em ultrassom. Um transdutor rotativo envia pulsos ultrassônicos dentro do tubo cheio de água (como meio de acoplamento). As ondas refletem das superfícies interna e externa, permitindo medir com precisão a espessura da parede ao longo do comprimento do tubo.
Principais vantagens:
- Alta precisão na medição de espessura — ideal para quantificar corrosão, erosão e desgaste interno/externo;
- Detecção de defeitos volumétricos e perda de material, inclusive uniformes (corrosão generalizada);
- Registro gráfico (C-Scan) que fornece uma visão detalhada 2D do estado do tubo;
- Sem limitação de propriedades magnéticas — pode ser usado em tubos ferromagnéticos e não ferromagnéticos;
- Aplicável após limpeza, sendo excelente para inspeções de integridade após operação.
Limitações:
Requer imersão em meio líquido (água).
Pode ter menor eficiência em altas taxas de defeitos localizados muito pequenos
(pittings muito finos).
Técnica Eddy Current (Corrente Parasita)
Princípio de funcionamento:
Baseia-se na indução de correntes elétricas parasitas em materiais condutores.
Uma bobina gera um campo magnético alternado que, ao interagir com o tubo, produz correntes internas.
Qualquer variação na condutividade ou na espessura da parede altera a resposta do sinal.
Principais vantagens:
- Rápida execução — ideal para varredura de grandes quantidades de tubos;
- Não requer meio líquido ou acoplamento.
- Detecta trincas, pittings e corrosões localizadas com alta sensibilidade;
- Aplicável em materiais não ferrosos (principalmente ligas de cobre, níquel, alumínio, etc.);
- Ferramenta digital — fornece relatórios imediatos e rastreáveis.
Limitações:
Menos eficaz em tubos ferromagnéticos (onde o IRIS ou técnicas magnéticas são preferíveis).
Vantagens para a Indústria
A combinação de IRIS + Eddy Current traz ganhos significativos para a confiabilidade operacional e redução de custos:
| Benefício | Descrição |
|---|---|
| Planejamento de manutenção inteligente | Identifica tubos comprometidos antes de vazamentos ou paradas não programadas. |
| Maior segurança operacional | Evita falhas catastróficas em trocadores pressurizados. |
| Otimização de trocas de tubos | Substituição apenas dos tubos danificados, reduzindo custos. |
| Aumento da eficiência térmica | Detecta depósitos, corrosão e obstruções que reduzem a transferência de calor. |
| Registro histórico e rastreabilidade | Permite comparação entre campanhas de inspeção e análise de tendência. |
A inspeção de trocadores de calor por IRIS e Eddy Current é uma combinação complementar:
- O Eddy Current é excelente para detecção rápida e triagem;
- O IRIS fornece medições precisas de espessura e dimensionamento da perda metálica.
O uso conjunto das duas técnicas resulta em máxima confiabilidade, redução de custos de manutenção e aumento da vida útil dos equipamentos — pilares essenciais da manutenção preditiva e integridade mecânica industrial.
Comparativo Geral — IRIS vs Eddy Current
| Critério | IRIS (Ultrassom Rotativo) | Eddy Current (Corrente Parasita) |
|---|---|---|
| Princípio | Medição ultrassônica da espessura da parede com transdutor rotativo em meio líquido. | Indução de correntes elétricas em material condutor e análise da variação do campo magnético. |
| Tipo de defeito detectado | Perda de espessura (corrosão, erosão, desgaste interno/externo). | Trincas, pittings, corrosão localizada, depósitos condutivos e rachaduras. |
| Requisito de material | Qualquer material metálico (ferromagnético ou não). | Preferencialmente não ferromagnético (cobre, latão, alumínio, aço inox austenítico, titânio). |
| Necessidade de meio de acoplamento | Sim — precisa de água limpa dentro do tubo. | Não — inspeção seca, sem acoplamento. |
| Velocidade de varredura | Moderada (mais lenta). | Alta (rápida varredura de muitos tubos). |
| Tipo de medição | Quantitativa — fornece espessura exata e perfil C-scan. | Qualitativa — mostra localização e intensidade do defeito, mas não espessura precisa. |
| Aplicabilidade | Ideal para confirmação e dimensionamento preciso após triagem inicial. | Ideal para triagem rápida e identificação inicial de anomalias. |
Aplicação conforme o tipo de material
Aço Carbono e Aço Baixa Liga (Ferromagnéticos)
- Melhor técnica: IRIS
- Motivo: O campo magnético do Eddy Current sofre distorção em materiais ferromagnéticos, tornando a detecção instável.
- IRIS fornece medição precisa da espessura e é imune ao magnetismo do material.
Aplicações típicas:
- Trocadores de calor em refinarias e petroquímicas;
- Caldeiras e trocadores de vapor;
- Reaquecedores e condensadores de aço carbono.
Exemplo: Inspeção em tubos de aço carbono 1” — IRIS fornece mapa C-scan detalhado da perda de espessura por corrosão uniforme ou erosão de fluxo.
Aço Inoxidável Austenítico, Titânio e Ligas Não Ferrosas (Cobre, Cu-Ni, Latão, Alumínio, Inconel)
- Melhor técnica: Eddy Current
- Motivo: Esses materiais são bons condutores e não ferromagnéticos, o que permite alta sensibilidade e precisão na detecção de pequenas descontinuidades de parede.
Eddy Current é capaz de detectar:
- Pitting interno/externo;
- Trincas por tensão (SCC);
- Descolamento de revestimentos condutivos.
Vantagens adicionais: Inspeção rápida, sem água, ideal para paradas curtas.
Exemplo: Tubos de cobre-níquel em trocadores de condensado — Eddy Current identifica pittings e desgastes sem necessidade de limpeza úmida.
Materiais Bimetálicos (Revestidos Internamente com Ligas Resistentes)
- Melhor técnica: Combinação Eddy Current + IRIS
- Motivo:
- Eddy Current detecta falhas no revestimento interno.
- IRIS quantifica a perda metálica no tubo base.
- Essa combinação evita falsos positivos e garante análise estrutural completa.
Exemplo: Tubos de aço carbono com revestimento interno de Inconel — Eddy Current verifica falhas no revestimento, IRIS mede a parede do substrato.
Materiais Exóticos e de Alta Resistência (Monel, Hastelloy, Duplex)
- Melhor técnica: Eddy Current Avançado (ECA ou RFT), com complemento de IRIS em casos de dúvida.
- Motivo: Condutividade e permeabilidade específicas permitem detecção refinada de falhas superficiais via Eddy Current, enquanto o IRIS mede espessura em zonas críticas.
Exemplo: Trocadores de calor em plantas químicas com tubos de Hastelloy — Eddy Current identifica trincas finas, IRIS dimensiona profundidade.
Aplicação conforme o tipo de defeito predominante
| Tipo de defeito | Técnica mais indicada | Justificativa |
|---|---|---|
| Corrosão uniforme ou erosão | IRIS | Mede com precisão a espessura restante da parede. |
| Pitting (corrosão localizada) | Eddy Current | Alta sensibilidade a pequenas variações de espessura. |
| Trinca longitudinal ou transversal | Eddy Current (ou ECA) | Capta variações de condutividade geradas por trincas. |
| Falha por desgaste interno/externo | IRIS | Mede geometria e perda volumétrica. |
| Delaminação ou perda do revestimento interno | Eddy Current | Detecta mudança de condutividade do revestimento. |
| Depósitos internos (fouling) | Eddy Current (variação de sinal) | Indica obstruções condutivas ou incrustações. |
Conclusão – Estratégia Ideal na Indústria
Para máxima eficiência em inspeção de trocadores de calor, a prática mais comum é combinar ambas as técnicas:
- Eddy Current: utilizado primeiro, para inspecionar rapidamente todos os tubos e identificar áreas críticas.
- IRIS: aplicado em seguida, apenas nos tubos suspeitos, para medição exata da espessura e confirmação da severidade dos danos.
Essa abordagem híbrida resulta em:
- Redução de tempo total de inspeção;
- Menor custo de intervenção;
- Alta confiabilidade dos dados;
- Melhor gestão da integridade dos ativos.