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RP-GTI-001 REV. 1 DATA: 19/01/2010

Elaborado por: Anderson Aparecido Honório Carla Alves Marinho Cleriston Pereira dos Santos Taiane Reis de Lima Wagney Alves da Silva

RECOMENDAÇÃO PRÁTICA DO GTI

Guia de Boas Práticas para Inspeção Termográfica de Equipamentos Elétricos e Mecânicos

Itens: Objetivo Normas Relacionadas Condições de Aplicação Limitação de Ensaio Produtividade do Ensaio Boas Práticas Recomendadas Qualificação de Procedimentos e Certificação de Pessoal Registro de Resultados SMS nexo A – Cálculo de Lentes para Termovisores nexo B – Exemplo de Matriz de Priorização Priorização Baseada em Risco Risco Bibliografia

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PALAVRAS-CHAVE INSPEÇÃO TERMOGRAFIA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS EQUIPAMENTOS MECÂNICOS

1- Objetivo sse documento tem por objetivo apresentar as Boas Práticas para a execução do Ensaio ermográfico quando aplicável a inspeção de equipamentos elétricos e/ou mecânicos. O ocumento enfatiza a inspeção em equipamentos elétricos, uma vez que estes omponentes representam um percentual muito mais relevante do histórico das plicações do ensaio termográfico que os equipamentos mecânicos.

- Normas relacionadas – O ensaio deverá obedecer aos requisitos das seguintes normas: • ABNT NBR 8221 - Equipamento de Proteção Individual - Capacete de Segurança para Uso na Indústria • ABNT NBR 10622 - Luvas Isolantes de Borracha • ABNT NBR 12576 - Calçado de Proteção - Determinação da Resistência de Solado à Passagem de Corrente Elétrica; • ABNT NBR 12594 - Exigências Técnicas de Segurança para Construção de Calçado de Proteção • ABNT NBR 15424 - Ensaios não destrutivos – Termografia – Terminologia • ABNT NBR 15572 - Ensaios não destrutivos - Termografia por infravermelho - Guia para inspeção de equipamentos elétricos e mecânicos • ABNT NBR 15718 - Ensaios não destrutivos – Termografia – Guia para Verificação de Termovisores ASTM D120 - Standard Specification for Rubber Insulating Gloves • • ASTM F496 - Standard Specification for In-Service Care of Insulating Gloves and Sleeves • ASTM F855 - Standard Specifications for Temporary Protective Grounds to Be Used on De-energized Electric

Power Lines and

Equipment

• ASTM F1506 - Standard Performance Specification for Flame Resistant Textile Materials for Wearing Apparel for Use by Electrical Workers Exposed to Momentary Electric Arc and Related Thermal Hazards • ASTM F1958 - Standard Test Method for Determining the Ignitability of Non-Flame-Resistant Materials for Clothing by Electric Arc Exposure Method Using Mannequins

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• ASTM F1959 - Standard Test Method for Determining the Arc Thermal Performance Value of Materials for Clothing; • ASTM F2178 - Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Face Protective Products • IEC 61057 - Aerial Devices with Insulating Boom Used for Live Working • IEC 61230 - Live Working - Portable Equipment for Earthing or Earthing and Short-Circuiting • IEC 61478 - Live Working - Ladders of Insulating Material Industrial Safety Helmets • ISO 3873 • Norma PETROBRAS N-2475 – Inspeção Termográfica em Sistemas Elétricos • Norma PETROBRAS N-2830 - Critérios de Segurança para Ambientes e Serviços em Painéis e Equipamentos Elétricos com Potencial de Arco Elétrico • NR-10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade

- Condições de aplicação – A possibilidade de aplicação do ensaio deve ser considerada quando: • For necessário inspecionar equipamentos elétricos em operação, tais como: transformadores, painéis elétricos e seus componentes, motores, linhas de transmissão, banco de baterias, banco de capacitores e equipamentos de manobra. • For necessário inspecionar equipamentos mecânicos em operação, para a detecção de anomalias térmicas causadas por atrito devido à lubrificação imprópria, desalinhamento, componentes aquecidos ou alterações de cargas mecânicas. • For necessário o registro do histórico de temperatura de equipamentos elétricos e/ou mecânicos. • Reparos, objetivando corrigir anomalias térmicas previamente detectadas, tenham sido concluídos pela equipe de manutenção. • A extensão dos serviços justifique, economicamente, a contratação do serviço, no caso de a unidade não contar com equipe própria de inspeção termográfica.

- Limitações do Ensaio – O ensaio termográfico está sujeito a vários fatores que tornam a medida radiométrica imprecisa, como a baixa emissividade dos componentes inspecionados, as variações na corrente de carga, o efeito da convecção natural e forçada, as mudanças na temperatura ambiente, etc., conferindolhe um caráter fortemente qualitativo.

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– Utilizar a temperatura absoluta ou a diferença relativa de temperatura medidas através da termografia como o único parâmetro para predizer uma falha não é recomendável. – A exatidão da medida de temperatura depende da calibração da câmera termográfica e da exatidão dos parâmetros informados pelo termografista. – necessária a observação direta do componente a ser avaliado, sem que se interponham quaisquer anteparos entre o mesmo e a câmera termográfica (exceção às janelas infravermelhas, as quais são dispositivos transparentes ao infravermelho).

- Produtividade do Ensaio

– Tem-se praticado a produtividade de aproximadamente 50 equipamentos elétricos por hora contínua de trabalho (em uma mesma subestação). Valores máximos de produtividade ocorrem quando há janelas infravermelhas instaladas, reduzindo drasticamente a necessidade de abertura de painéis. A produtividade depende de alguns outros fatores: • Acesso visual ao componente a ser inspecionado; • Necessidade de abertura/fechamento de painéis elétricos (no caso de não haver janelas infravermelhas instaladas), bem como do tipo de abertura do painel; • Liberação de equipamentos pela operação e obtenção de Permissão de Trabalho . • Cumprimento aos requisitos da NR-10 no que se refere ao uso de estimentas para manobras elétricas.

- Boas Práticas Recomendadas

– Práticas recomendadas para a seleção de câmeras termográficas para a execução do ensaio:

• Utilizar uma câmera portátil e leve, cujo sistema de detecção seja fixo (detector de matriz de plano focal – focal plane array – FPA), evitando partes móveis e mecânicas utilizadas no sistema de detecção por varredura; • Faixa espectral da câmera termográfica de 8-14μm (ondas longas); • Resolução espacial e de medida devem atender às distâncias e dimensões dos alvos a ser inspecionados. Na maioria das situações, a lente padrão de 24°x18° e, no caso da inspeção de componentes a grandes distâncias, uma telescópica de 12ºx9° são suficientes. O anexo A apresenta uma metodologia simples para o cálculo de lentes para câmeras termográficas; térmica máxima de 80mK ou 0,08ºC; • Sensibilidade • Faixa de medição de temperatura de -20°C a 500°C;

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• A calibração do equipamento está descrita na norma NBR15718. Observação : câmeras termográficas têm sido citadas na literatura técnica e normas nacionais como termovisores (ABNT NBR15424, NBR15572 e NBR15718).

– Práti as rec omendadas para a definição de equipamentos e materiais nec essários a exec ução do ensaio:

• Câmera termográfica adequada ao tipo de inspeção a ser realizada. O equipamento deve estar calibrado; calibrado para determinação das condições • Termo-higro-anemômetro ambientais; • Máquina fotográfica digital; • Lanterna de alta potência (para inspeções noturnas); • Alicate amperímetro categoria III ou IV; • Rádio para a comunicação interpessoal conforme NR-10 (item 10.7.9); • Lista de equipamentos a ser inspecionados (com informações relevantes sobre a última inspeção), mapeados segundo uma rota lógica sequencial de inspeção, eficiente e segura; • Conjunto de ferramentas para abertura de equipamentos, quando necessário. É interessante realizar um cadastro com o tipo de ferramenta a ser utilizada para abertura de cada painel/equipamento, pois cada subestação possui um tipo de fechamento; • Equipamentos de proteção individual (EPIs) necessários a execução do serviço. Observação : se apenas equipamentos mecânicos forem inspecionados, não há necessidade de atendimento aos requisitos da NR-10.

– Prátic as rec omendadas antes da exe ução do ensaio: • A unidade na qual a inspeção termográfica será realizada deve designar um assistente qualificado para acompanhar o termografista nos serviços de inspeção, conforme requisitos da NR-10; • O assistente qualificado poderá ser o próprio termografista, a critério da unidade. Isto, porém, não isenta o cumprimento do requisito do item 10.7.3 da NR-10, no qual, no mínimo, duas pessoas são exigidas para a realização do ensaio; • O termografista ou o assistente qualificado deve ter conhecimento sobre informações genéricas a respeito das instalações e equipamentos a ser inspecionados, tais como: – Tipo de fonte de energia elétrica (tensão CC ou CA, monofásico ou trifásico); – Classificação da área; – Informações sobre zona de risco e zona controlada.

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– Práticas recomendadas para a execução do ensaio: • Efetuar o ajuste de parâmetros no termovisor antes do início dos trabalhos de inspeção. Este ajuste deve ser modificado a cada vez que parâmetros como emissividade, distância ao objeto, umidade do ar, temperatura ambiente, atmosférica e refletida ou presença de ótica externa (janelas infravermelhas) sofrerem alteração; shutter period ) para curto quando • Habilitar o período do obturador ( registrando valores de temperatura e para médio quando apenas visualizando a cena de inspeção. No caso de termovisores que não disponham desta função, efetuar as correções de não uniformidade (NUC – non uniformity correction ) manualmente a cada 30 minutos de operação quando visualizando a cena e a cada 5 minutos quando medindo temperatura; • Aguardar uns minutos para que os equipamentos de termometria (câmera termográfica, radiômetro...) se aclimatizarem com a mudança de temperatura (sala refrigerada/armazenamento – área industrial); • Compensar a presença de ótica externa (janela infravermelha) com registro de sua transmitância e temperatura ou, para câmeras que não disponham deste recurso, registrar como emissividade do alvo o produto da emissividade do componente pela transmitância da ótica. Este valor de transmitância deve ser conhecido pelo termografista através de experimentos ou de informações cedidas pelo fabricante das janelas infravermelhas; • É importante que, quando realizando a inspeção através de janelas infravermelhas, a transmitância desta ótica seja conhecida e seu valor seja confiável; • Convém que o termografista possua uma referência de temperatura (corpo negro ou alguma outra referência com temperatura e emissividade conhecidas) para possibilitar a verificação inicial do termovisor dentro das faixas de temperaturas mais utilizadas no seu trabalho; • Definir a escala do termovisor de acordo com a temperatura do equipamento a ser inspecionado. A função de ajuste automático da câmera termográfica pode ser utilizada; • Não efetuar a inspeção através de anteparos ou vidro; • Utilizar tinta branca (acrílica ou de óxido de zinco) para aumentar a emissividade de conectores e demais componentes de equipamentos elétricos manufaturados à base de cobre, alumínio ou aço. Quando isso não for possível, o termografista deve fazer a medição de temperaturas nas áreas dos componentes onde existam cavidades ou buscar áreas com oxidação, corrosão ou sujeira, aproveitando-se do natural incremento de emissividade nestas áreas. Outra recomendação seria a de adotar o valor de 0,75 como emissividade padrão de todos os componentes do equipamento elétrico;

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• Registrar a temperatura dos equipamentos sob inspeção após, no mínimo, 2 horas de carregamento (funcionamento/operação), a fim de que o sistema atinja a estabilidade térmica; • Evitar inspecionar componentes que estejam operando com corrente elétrica abaixo de 50% do valor histórico. Para isso, o assistente qualificado deve conferir se as cargas dos objetos sob inspeção são adequadas e, quando necessário e/ou possível, aumentar para valores satisfatórios, aguardando tempo suficiente, como mencionado no item anterior. No caso de inspeções de centros de distribuição de carga (CDCs) uma solução seria transferir carga para um lado do painel (neste caso atinge-se o valor de 50% de corrente circulante) e fazer o inverso depois. Esta operação, no entanto, é de execução um tanto complicada; • Em ambientes abertos: – Evitar inspeções termográficas diurnas, para não haver influências do reflexo e do carregamento solar. Quando isto for inevitável, atentar para: » Iniciar as inspeções até, no máximo, 2 horas após o nascer do sol ou em dias nublados; » Respeitando a premissa anteriormente recomendada, priorizar os dias mais quentes, de modo a observar as piores condições nas quais os equipamentos e sistemas estarão submetidos; » Observar o mesmo objeto segundo várias posições diferentes para compensar os efeitos do reflexo solar; – Evitar inspeções com velocidade do vento acima de 20km/h (aproximadamente 6m/s); – Não realizar inspeções sob chuva, garoa ou neblina. Esperar, no mínimo, 1 hora para iniciar o trabalho após a estiagem; • Não realizar inspeções com umidade relativa do ar acima de 90%; • O ângulo entre o termovisor e o ponto inspecionado deve ser o mais perpendicular possível de modo a evitar a redução na emissividade em função de ângulos de observação inadequados (maiores que 60

em relação à normal, linha p erpendicular ao plano do objetoalvo); • Utilizar a lente adequada (padrão ou telescópica, a depender das necessidades) às distâncias e às dimensões dos pontos a ser inspecionados; • Evitar posicionar a câmera termográfica perto de equipamentos elétricos que operam com freqüências elevadas para prevenir interferência no imageamento da câmera; • O assistente habilitado deverá auxiliar o termografista em suas anotações e na observação de seu deslocamento pela área, uma vez que o inspetor estará concentrado na análise termográfica;

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• No caso de inspeções sobre o equipamento (ISE), utilizar as alças de segurança dos equipamentos para evitar quedas; • Seguir as demais orientações expressas no item 5 da norma N-2475; • Periodicidade de inspeção recomendada: a cada 6 meses. Esta periodicidade pode ser alterada em função do histórico do equipamento e/ou de anomalias verificadas durante a campanha.

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Práticas recomendadas para a execução do ensaio, na ocorrência de abertura de painéis elétricos energizados: – O assistente habilitado realiza a abertura dos painéis, utilizando a vestimenta adequada à classe de risco do equipamento; – O assistente qualificado realiza uma inspeção visual verificando possíveis anormalidades no interior do painel, como peças soltas, existência de componentes danificados, presença de objetos estranhos ou animais. Neste momento o termografista se posicionará fora da zona de risco do painel, ou seja, se posicionará na zona livre, não interceptando a rota de fuga do assistente habilitado; – Caso seja necessário efetuar quaisquer medições elétricas complementares ou anotações gerais sobre o equipamento, estas devem ser de responsabilidade do assistente qualificado; – Ao término da inspeção, o termografista se afasta do painel e o assistente qualificado realiza seu fechamento; – Caso o termografista seja o acompanhante habilitado, este deverá manusear os painéis com as mãos livres, ou seja, não portando câmera termográfica ou qualquer outro instrumento; – Todas as recomendações preconizadas no item anterior permanecem.

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Práticas recomendadas para a avaliação das anomalias térmicas: • Ao localizar algum ponto com provável anomalia térmica: – Aproximar-se o máximo possível, respeitando as distâncias limites de segurança, para obter a imagem e a leitura de temperatura; – Ajustar o foco da câmera termográfica para a melhor condição; – Buscar medir a temperatura nos pontos de maior emissividade do objeto inspecionado. Para maior exatidão na medição, repetir o procedimento no mínimo três vezes e trabalhar com o valor médio de temperatura;

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– Registrar e corrigir os valores medidos segundo a norma N2475. Registrar a velocidade do vento, temperatura ambiente e atmosférica e umidade relativa do ar; – Obter e registrar a corrente elétrica média no ponto no período de uma hora, se possível; – Se não for possível medir a corrente, considerar a carga como 90% para a determinação do fator de correção de carga (FCC), segundo a N-2475. Para circuitos de controle, comando e de corrente contínua a prática adotada é considerar o FCC sempre igual a 1; – Identificar e registrar os dados do ponto, como informações de fase ou n° do circuito e faixa de tensão; – Obter o termograma e a imagem visível do ponto anômalo, bem como a imagem e leitura de um ponto de referência; A norma N-2475 define a ação a ser adotada através do exame do fator de elevação de temperatura (FET), o qual é obtido a partir de correções efetuadas sobre as medidas adquiridas com o termovisor. Esta abordagem não leva em consideração o impacto que a falha do componente em questão representa; Elaborar e considerar uma matriz de risco adequada à unidade. O anexo B apresenta o exemplo de uma destas matrizes de priorização baseada em risco; Para os pontos anômalos representando indicações de alta severidade ou que representem dificuldade para categorização (intermediário entre duas faixas de classificação), re inspecionar estes pontos na semana seguinte à primeira inspeção. A concordância entre as medidas mostra uma tendência de comportamento e aumenta a confiança nos resultados. softwares de gerenciamento de recomendável o emprego de inspeções termográficas que auxiliem na elaboração do relatório e facilitem a consulta do histórico de um determinado equipamento; Para equipamentos mecânicos, a avaliação de severidade da anomalia térmica será realizada seguindo os critérios próprios da unidade em questão ou os requisitos normativos eventualmente adotados ou recomendações do fabricante; Após ações corretivas da equipe de manutenção, realizar outra inspeção para assegurar que as anomalias foram sanadas; importante que se possa contar com outros métodos de avaliação de equipamentos elétricos e mecânicos além da termografia, quando se detectem anomalias térmicas relevantes ou de interpretação dificultosa.

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– Práticas recomendadas para o uso geral de radiômetros ou pirômetros óticos: • Atentar para os principais parâmetros de seleção destes equipamentos, que são o campo de visão (FOV) e a faixa espectral de sensibilidade; • O FOV deve ser sempre menor que o tamanho do objeto a ter sua temperatura medida. Os modelos mais recentes utilizam feixes para indicar o centro da região sensoreada; – O campo de visão de um radiômetro pode ser referenciado tanto em graus, como pela razão distância/diâmetro da área medida (D:S). Se considerarmos um instrumento com D:S de 60:1, o diâmetro sensoreado a uma distância de 60m terá 1m; • A faixa espectral dos instrumentos disponíveis no mercado varia entre 0,8 a 14μm. Selecionar a mais adequada ao caso específico, seguindo as recomendações do fabricante e experiência da unidade; • Considerar que os radiômetros ou pirômetros óticos não são uma referência exata de temperatura; estes dispositivos apenas indicam uma idéia desta grandeza.

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Práticas recomendadas para a contratação de serviços de termografia • Na emissão dos anexos de especificação de serviços, considerar as seguintes práticas: Tornar obrigatória a execução do ensaio por inspetor que – a. possua curso específico na área elétrica, reconhecido pelo Sistema Oficial de ensino; –

.Tornar obrigatória a execução do ensaio por inspetor treinado na técnica de termografia, cuja qualificação seja comprovável e tenha duração mínima de 32h sob supervisão de profissional termografista com reconhecida experiência;

– c.Tornar obrigatório o requisito de termografista com experiência mínima de 3 anos na técnica aplicada a equipamentos elétricos e/ou mecânicos; – d. Tornar obrigatório o requisito de termografista com curso de NR-10 e/ou NR-10SEP, de acordo com o tipo de inspeção a ser realizada; – e. Exigência de procedimento qualificado que atenda às condições específicas do trabalho a ser executado e em conformidade com a N-2475. Observação : se, e somente se, apenas equipamentos mecânicos forem inspecionados, não há necessidade de atendimento aos requisitos dos itens a e d. O item c dispensaria também a experiência na inspeção de equipamentos elétricos.

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