No passado, os testes de pressão eram necessários apenas para as linhas de transporte de petróleo e gás. No entanto, as coisas mudaram e este teste tornou-se uma necessidade industrial. Muitos produtos, especialmente aqueles que enfrentam pressão, são testados com este método. No entanto, a questão mantém-se: o que é o teste de pressão e como funciona?
As linhas de abastecimento de água, as válvulas, os tubos e muitos outros componentes são submetidos a este ensaio. Ajuda a saber se o produto ou os componentes específicos sofrem fugas quando confrontados com alta pressão ou não. Desta forma, garante a segurança e a fiabilidade dos produtos. Neste artigo, vamos discutir tudo sobre os testes de pressão. Então, vamos começar!
O que é o ensaio de pressão?
Antes de discutir como funcionam os testes de pressão, vamos primeiro explicar o que é este teste!
Este ensaio ajuda a verificar a capacidade de resistência à pressão de vários produtos. Neste ensaio, produtos como tanques, tubos ou cilindros são enchidos com ar ou fluido. De seguida, os operadores aumentam a pressão do meio de ensaio. As peças que suportam a pressão sem fugas são fiáveis e vice-versa.
Este ensaio é efectuado a uma temperatura controlada. Se a temperatura aumentar, pode aumentar a pressão acima do nível exigido. Isto resultará em resultados de teste incorrectos. Neste procedimento de ensaio, é utilizado ar ou líquido (de qualquer tipo). Imagine uma linha de transporte de petróleo ou gás com a qualidade comprometida.
Se a pressão no interior da conduta aumentar, há grandes probabilidades de a conduta ter uma fuga. Esta fuga pode provocar o derrame de petróleo e conduzir a acidentes graves. Por isso, os fabricantes testam os tubos, válvulas e outros componentes contra diferentes níveis de pressão. Se as peças suportarem a pressão, são aprovadas para utilização.
Também ajuda conhecer as classificações de pressão específicas. Assim, estas peças são utilizadas em limites de pressão específicos que garantem a sua segurança. Os ensaios de pressão são essenciais não só no sector do petróleo e do gás, mas também na indústria aeroespacial. Diferentes peças de aeronaves são testadas através de exposições à pressão.
No fabrico de aeronaves, apenas são utilizadas as peças e componentes que passam no ensaio de pressão. Estas peças podem suportar pressões extremas sem mostrar qualquer sinal de deterioração. Este teste dá a certeza de que os componentes terão um excelente desempenho em condições extremas. Também reduz as hipóteses de falha ao expor a peça a uma pressão mais elevada durante a sua fase de fabrico.
Importância dos ensaios de pressão
São muitas as vantagens dos ensaios de pressão. Algumas delas são as seguintes:
- Segurança: As peças que são sujeitas a ensaios de pressão são geralmente mais seguras. Há menos hipóteses de fugas neste tipo de peças (tubos ou cilindros). A razão é que já foram testadas contra pressões extremas. Se não tiverem fugas em condições de ensaio, também não terão fugas em condições reais.
- Funcionamento suave: Em geral, as peças e os componentes funcionam com determinadas pressões nominais. Correto? Se a pressão ultrapassar o valor nominal, as peças podem funcionar mal ou deteriorar-se. Os ensaios de pressão indicam os limites exactos de pressão das peças. Assim, pode utilizar essas peças dentro dos seus limites de pressão sem problemas. Não haverá uma avaria inesperada.
- Garantia de qualidade: Os fabricantes estabelecidos têm um sistema interno de garantia de qualidade. Este ensaio é parte integrante desse processo de garantia de qualidade. Ajuda-os a saber se as suas peças são adequadas para utilização em condições reais. Se o produto falhar nos ensaios de pressão, não é aprovado para venda aos clientes.
- Normas internacionais: Muitos produtos requerem ensaios de pressão de acordo com as normas internacionais. Se estes produtos não forem submetidos a ensaios de pressão, são considerados menos fiáveis. Alguns desses produtos incluem tubagens, botijas de gás, etc. Os fabricantes que utilizam ensaios de pressão podem vender os seus produtos em todo o mundo.
Como funciona o ensaio de pressão? Processo passo-a-passo
O teste de pressão é relativamente simples. No entanto, este ensaio requer uma máquina de ensaio especializada para bombear ar para a peça a ensaiar. Na secção seguinte, explicarei este ensaio de pressão em passos simples.
1- Preparar o produto
Em primeiro lugar, terá de preparar os componentes que pretende testar. Como referi anteriormente, o ar ou o líquido é bombeado para a peça a testar. Por isso, é vital garantir que as peças não têm pó ou detritos. Se houver pó, este afectará a peça e poderá provocar uma falha.
Além disso, não deve haver fugas ou pontos fracos na peça. Se houver alguma fuga, o ar ou o fluido pode vazar mesmo antes do início do processo de ensaio. Além disso, as peças, como os cilindros e os depósitos, vêm com tampas de abertura. Deve assegurar-se de que essas tampas encaixam perfeitamente nas aberturas. Nalguns produtos, os vedantes tornam o produto estanque ao ar ou ao líquido.
Estas vedações são mais críticas para as peças que lidam com fluidos. Se utilizar algum vedante que esteja um pouco deteriorado, deve substituí-lo antes de iniciar o ensaio. Lembre-se de que todos estes pequenos preparativos são importantes quando se trata de efetuar um ensaio de pressão. Imagine que começa o ensaio e que os vedantes mais fracos rebentam. Isso causará danos na peça e afectará a precisão do ensaio.
2- Escolha o tipo de teste correto
Em primeiro lugar, terá de escolher o tipo correto de teste de pressão. Nos ensaios de pressão pneumática, o ar é bombeado para o interior dos componentes para verificar o seu desempenho. Por outro lado, o teste de pressão hidrostática envolve a utilização de fluido no interior do produto ou dos componentes.
O tipo de teste que deve escolher depende do tipo de peça que está a testar. Por exemplo, as peças que lidam com a pressão de fluidos (tubos ou tanques) serão testadas através de ensaios de pressão hidrostática. Por outro lado, as peças de aeronaves que são expostas a alta pressão de ar serão testadas através de ensaios pneumáticos.
3- Ligar a máquina de teste de pressão ao componente
Como já referi, um especialista máquina de teste de pressão é utilizado neste processo de ensaio. Assim, terá de ligar a máquina ao seu produto ou componentes de teste. Durante esta ligação, terá de utilizar a mangueira, os acessórios e os adaptadores corretos.
Lembre-se de que o ar ou o fluido se deslocará através destas mangueiras e entrará na peça de teste. Se o seu componente tiver várias aberturas, deve fechar essas aberturas utilizando tampões. O seu objetivo deve ser capturar o ar ou o fluido no interior dos componentes durante um curto período de tempo.
A utilização do adaptador e do encaixe corretos também é crucial quando se ligam máquinas a componentes. A utilização de um encaixe incorreto pode provocar fugas de ar ou de fluido. A utilização de um manómetro calibrado também é vital. Este manómetro ou sensor é geralmente colocado no interior do componente. Isto dará uma leitura exacta da pressão no interior da peça a ser testada.
4- Encher ou pressurizar o componente
Quando a máquina de ensaio estiver ligada ao equipamento de ensaio, pressurizar os componentes. Como referi anteriormente, existem principalmente dois tipos de ensaios de pressão. No ensaio de pressão hidrostática, o líquido é adicionado aos componentes.
Este líquido será introduzido no componente através da mangueira. No teste de pressão pneumática, o gás inerte é geralmente introduzido no interior do componente a ser testado. Lembre-se de que a introdução de líquido no componente pode causar problemas de corrosão.
Recomendo vivamente a adição de um agente anti-corrosão ao fluido. Isto evitará problemas de corrosão nos componentes. Lembre-se de que deve encher lentamente o ar ou o fluido no interior dos componentes. Se o fizer de imediato, este aumento súbito pode provocar uma avaria ou o rebentamento do componente.
5- Aplicar pressão de teste e manter no nível pretendido
Quando o componente estiver cheio de fluido ou ar, deve aumentar a pressão. Lembre-se que este aumento de pressão deve ser constante. Se aumentar a pressão rapidamente, isso causará uma tensão extrema no equipamento. Como resultado, a peça ou o equipamento pode falhar ou ficar danificado.
A questão é como aumentar a pressão no interior do equipamento? As máquinas de teste à moda antiga vêm com bombas manuais. Pode utilizar esta bomba para colocar mais ar ou fluido no interior do equipamento. Isto aumentará a pressão no interior da peça. Adicionalmente, máquinas de ensaio modernas são fornecidos com sistemas de controlo automático para regular a pressão.
Quando atingir a pressão pretendida, deve parar de aumentar a pressão. A pressão alvo é geralmente 1,5 vezes a pressão de trabalho da peça específica. Por exemplo, se estiver a testar um tubo que foi concebido para suportar uma pressão de 100 psi durante a sua utilização. Nesse caso, a pressão alvo será de 150 PSI.
6- Monitorizar o indicador e inspecionar o componente
Como referi anteriormente, o manómetro é utilizado para verificar a pressão no interior do componente. Quando a pressão é atingida no objetivo, deve mantê-la nesse nível. É altura de analisar e inspecionar o elemento a testar.
Deve verificar se existem fugas ou fissuras no componente. Se vir alguma fuga, isso significa que o componente é fraco e não consegue suportar a pressão. No entanto, se o produto tiver mantido a sua qualidade, é fiável e seguro de utilizar. Além disso, deve também verificar o estado das juntas, soldaduras e acessórios.
Estes são os pontos onde podem ocorrer pequenas fugas. A pressão deve ser mantida ao mesmo nível durante um período prolongado. Se vir alguma diminuição no manómetro, significa que existe uma fuga que não é visível. Se tudo parecer bem, isso indica que o equipamento passou no teste de pressão.
Tipos de ensaios de pressão
Existem, essencialmente, dois tipos principais de ensaios de pressão. Estes tipos variam entre si em termos do seu meio de ensaio. Eis os seus nomes:
- Ensaio de rutura
- Ensaios pneumáticos
- Testes hidrostáticos
Vamos aprofundar e discutir estes dois tipos com mais pormenor:
1- Ensaios pneumáticos
Neste ensaio de pressão, o ar ou o gás inerte, ou seja, o azoto, é utilizado como meio de ensaio. O componente a ser testado é preenchido com gás. Curiosamente, as moléculas do gás podem ser comprimidas. Isto significa que o gás no interior do equipamento a ser testado armazena mais energia.
Se ocorrer um acidente ou uma fuga, o gás comprimido no interior do componente pode tornar-se violento. Por isso, pode resultar num acidente grave. Como se sabe, os gases podem escapar muito rapidamente. Isto torna os ensaios pneumáticos mais sensíveis e permite a deteção eficaz de pequenas fugas. As condutas de gás, os reservatórios de ar e diferentes componentes de aeronaves são submetidos a este tipo de ensaio.
2- Ensaios hidrostáticos
Neste tipo de teste de pressão, o fluido é utilizado como meio de teste em vez de gás. Este fluido é introduzido no equipamento que está a ser testado. Curiosamente, as moléculas dos líquidos não são muito compressíveis.
Se isto acontecer, o fluido no interior do equipamento não provoca uma grande explosão que possa ferir os operadores próximos. Se houver um problema de fuga, verá pequenas gotas de água nos pontos de fuga. Este é um dos testes mais utilizados em diferentes indústrias devido à sua maior segurança. Pode ser utilizado para testar condutas, caldeiras, permutadores de calor e pequenos tanques de armazenamento de água.
3- Ensaio de pressão de rutura
Nos ensaios acima referidos, o equipamento suporta uma pressão superior a 1,5 vezes a sua pressão de funcionamento. Correto? Os operadores não aumentam a pressão para além deste limite. No entanto, nos testes de rutura, o operador continua a aumentar a pressão. Por fim, chega uma altura em que o equipamento de teste falha e rebenta. Isto ajuda-nos a saber quanta pressão uma peça pode suportar antes de falhar.
Se um produto se partir rapidamente, é considerado de baixa qualidade e vice-versa. Existe mais um tipo de ensaio de pressão conhecido como ensaio de prova. Este é efectuado para garantir que o componente funciona se a pressão ultrapassar os limites da pressão de funcionamento. Todos os testes são efectuados a uma pressão mais elevada do que a gama de pressão de funcionamento específica. Este facto reduz a necessidade deste ensaio de prova.
Conclusão
Os ensaios de pressão são uma forma excecional de detetar a qualidade de diferentes componentes e produtos. É benéfico tanto para os fabricantes como para os clientes. As peças que passam nos ensaios de pressão são geralmente mais fiáveis e mais seguras de utilizar, mesmo que a pressão aumente para além da sua gama de funcionamento.
Como referi anteriormente, o ensaio de pressão verifica o produto a uma pressão 1,5 vezes superior à pressão de funcionamento. Neste artigo, abordei os conceitos básicos do teste de pressão e o seu funcionamento. Lembre-se de que este teste pode causar acidentes fatais se for efectuado incorretamente. Além disso, apenas operadores especializados com competências e formação adequadas devem efetuar este teste.