Medidas para Prevenir Corrosão e Interferências Elétricas em Tubulações, Resumos de Biologia Correctiva

Baixe Medidas para Prevenir Corrosão e Interferências Elétricas em Tubulações e outras Resumos em PDF para Biologia Correctiva, somente na Docsity! 1 OS DEZ MANDAMENTOS PARA O PROJETO, A CONSTRUÇÃO E A OPERAÇÃO DE DUTOS SEGUROS Luiz Paulo Gomes Diretor da IEC-Instalações e Engenharia de Corrosão Ltda. [email protected] www.iecengenharia.com.br 21 2159 9264 RESUMO As tubulações de aço construídas enterradas ou submersas para o transporte de gás, petróleo, derivados de petróleo, minério, água e outros produtos importantes, possuem sérios problemas de segurança, devido a ocorrência de processos de corrosão, de interferências elétricas e de interferências eletromanéticas. Somente com a utilização de procedimentos especiais, que precisam ser aplicadas durante as atividades de projeto, construção e operação, por engenheiros e técnicos devidamente qualificados, podemos garantir a segurança operacional e a integridade dessas instalações. INTRODUÇÃO Com o desenvolvimento industrial que atravessa o Brasil a utilização de dutos enterrados e submersos, tais como oleodutos, gasodutos, alcooldutos, minerodutos, adutoras e polidutos tem sido cada vez mais frequente. Esses dutos são construídos com tubos de aço, soldados entre si, alcançando muitas vezes centenas de quilômetros. Para garantir a integridade dessas tubulações, permitindo que elas operem com total segurança ao longo dos anos, torna-se necessário protegê-las contra a corrosão causada pelos solos e pela água, contra as interferências elétricas causadas pelas estradas de ferro eletrificadas e outras fontes de corrente contínua e contra as interferências eletromagnéticas causadas pelas linhas de transmissão elétrica em alta tensão. A finalidade do presente trabalho é apresentar um resumo prático e objetivo dos procedimentos necessários de serem adotados nessa tarefa, que se constitui no grande desafio para os técnicos que trabalham com o projeto, a construção e a operação de dutos enterrados ou submersos. OS PROBLEMAS Durante o projeto, a construção e a operação, os dutos enterrados ou submersos ficam sujeitos a três problemas importantes, que precisam ser criteriosamente estudados, perfeitamente diagnosticados e corretamente resolvidos, em tempo hábil, sob pena do comprometimento severo de sua integridade. Esses problemas podem ser divididos em três categorias importantes, a saber: a)Corrosão da parede metálica do duto, causada pelas características dos solos e da água (corrosão externa) e pela agressividade do fluido transportado (corrosão interna). b)Interferências elétricas causadas pelas estradas de ferro eletrificadas que cruzam ou se aproximam do traçado da tubulação e por outras fontes de corrente contínua, como os sistemas de proteção catódica de dutos de terceiros. c)Interferências eletromagnéticas causadas pelas linhas de transmissão elétrica em alta tensão que cruzam ou se aproximam das tubulaões, em especial as enterradas. OS DEZ MANDAMENTOS Para se projetar, construir e operar um duto absolutamente seguro, evitando que os problemas de corrosão, interferências elétricas e distúrbios eletromagnéticos comprometam sua integridade, torna-se necessário uma série de cuidados e providências importantes, que precisam ser tomadas em tempo hábil, de maneira correta e por técnicos especializados. Essas providências são basicamente as seguintes: 2 1)MEDIÇÕES DAS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS DO SOLO E DA ÁGUA AO LONGO DO TRAÇADO DA TUBULAÇÃO. Essas medições são muito importantes porque quanto mais baixa for a resistividade elétrica do solo ou da água maior será a agressividade da corrosão. Em água do mar, por exemplo, onde a resistividade elétrica é muito baixa, os problemas de corrosão são sempre muito importantes e as tubulações se corroem com grande velocidade e muita facilidade, se não forem devidamente protegidas ainda durante a construção. Para os casos de tubulações enterradas podemos encontrar trechos de tubulações que vão ser construídos em solos de muito baixa resistividade elétrica, onde os problemas de corrosão são muito grandes, ou trechos em solos de muito alta resisticidade, onde os problemas de corrosão são mais suaves ou simplesmente não existem. Assim sendo, precisamos sempre conhecer o perfil de resistividade elétrica do solo ou da água ao longo do duto, para podermos fazer uma avaliação dos problemas de corrosão que vão ocorrer e conseguirmos dimensionar, com segurança, eficiência e a devida antecedência, o sistema de proteção mais adequado para cada situação, que passa pela especificação correta do revestimento externo a ser aplicado nos tubos e pelo dimensionamento adequado do sistema de proteção catódica a ser utilizado. Essas medições de resistividade elétrica precisam se feitas durante o projeto da tubulação, tão logo o traçado do duto esteja definido e antes do início da construção, lembrando que é de fundamental importância o conhecimento, também, da resistividade elétrica do fluido a ser transportado, que influencia na corrosão interna. FIGURA 1-As resistividades elétricas do solo precisam ser medidas ao longo de toda a extensão do duto. Os problemas de corrosão são mais severos nas regiões de mais baixa resistitidade. O conhecimento da resistividade elétrica permite o dimensionamento correto dos dispositivos de proteção da tubulação enterrada ou submersa, de modo a garantir sua integridade. 2)MEDIÇÕES DOS POTENCIAIS TUBO/SOLO E TUBO/ÁGUA Quando a tubulação já está construída torna-se necessário e de extrema importância, medir os potencias do tubo em relação ao solo (potenciais tubo/solo) e do tubo em relação à água (potencial tubo/água). O resultado dessas medições, quando comparado com as medidas das resistividades elétricas e do pH do solo ou da água, fornecem informações muito 5 muitas vezes, aterrar eletricamente o duto com o auxílio de malhas de aterramento convencionais e dispositivos desacopladores do tipo “Dairyland”, que impedem o roubo da corrente de proteção catódica para a malha de terra. Assim sendo torna-se necessário estudar detidamente todos os casos de cruzamentos ou paralelismos do duto com linhas de transmissão elétrica, verificando a possibilidade da ocorrência de tensões elevadas e tomando todas as providências de proteção com antecedência e segurança. O estudo dos cruzamentos e paralelismos das tubulações com linhas de transmissão elétrica em alta tensão precisam ser feitos durante a fase de projeto e antes do início da construção da tubulação, de modo a permitir que providências sejam tomadas durante a instalação dos tubos, que precisam operar com a máxima segurança. FIGURA 4-As linhas elétricas de alta tensão podem prejudicar seriamente a integridade dos dutos devido à ocorrência de tensões tubo/solo elevadas. Esses distúrbios ocorrem durante um defeito na linha elétrica ou um desequilibrio de fases, muito comuns de acontecer. O problema exige estudos cuidadosos e providências adequadas que passam , na maioria das vezes, pela necessidade da instalação de sistemas de aterramento elétrico, cuidadosamente dimensionados, nas regiões 6 afetadas. Alem da integridade do duto, a integridade física dos operadores e das pessoas que transitam na região também pode ficar comprometida se providências não forem tomadas em tempo hábil. 5)CUIDADOS COM O REVESTIMENTO ANTICORROSIVO Na construção dos dutos os tubos são revestidos em fábrica e enviados para o canteiro de obras. Durante a construção as soldas entre tubos, regiões muito delicadas e sugeitas à corrosão acentuada devido ao processo de soldagem, precisam ser revestidas no campo, com mantas termocontráteis do tipo “Canusa”, que oferecem excelente proteção mecânica e anticorrosiva. Em muitos casos o duto é construído adotando-se a tecnologia do furo direcional, onde o a tubulação é literalmente puxada através de um furo, com a vantagem de não ser preciso a abertura de valas ou trincheiras a céu aberto. Essa atividade, muito comum na construção de tubulações enterradas, precisa ser feita com cuidado, uma vez que a operação de puxamento pode danificar o revestimento externo dos tubos, prejudicando a sua proteção contra a corrosão. Os engenheiros responsáveis pelo projeto e pela construção precisam ficar atentos no sentido de especificar corretamente o tipo de revestimentoa ser aplicado em cada situação e testar cuidadosamente sua eficiência final, com a utilização de técnicas especialmente desenvolvidas para essas situações, tais como os teses de Pearson, PCM (Pipe Current Mapper), CIS (Close Interval Survey), DCVG (Direct Current Voltage Gradient) e outros. Da mesma maneira, cuidados precisam ser tomados com o revestimento interno das tubulações que transportam fluidos corrosivos, normalmente os contaminados com água do mar, mediante reparo do revestimento interno das juntas soldadas, que podem ser feitas com o auxilio de dispositivos robóticos, que conseguem limpar, revestir e inspecionar as soldas com eficiência e rapidez. Essas atividades relativas aos cuidados com o revestimento interno e externo precisam ser planejadas durante o projeto e executadas com eficiência durante a construção da tubulação. FIGURA 5 – Devido às características dos processos construtivos (foto) o revestimento externo dos tubos pode ser danificado durante a construção e precisa ser cuidadosamente inspecionado antes, durante e após a cobertura da vala. 7 FIGURA 6-O revestimento anticorrosivo externo do duto é de fundamental importância para sua integridade e precisa ser cuidadosamente inspecionado após a construção. Existem métodos que permitem fazer essa inspeção sem a necessidade de escavações, com segurança e eficiência. Quando são detectados defeitos o local tem que ser escavado e o revestimento recuperado. Além da inspeção do revestimento alguns métodos permitem, também, medir os potenciais tubo/solo passo a passo ao longo de todo o traçado (foto). Essa tecnologia nos permite garantir a eficiência de proteção e a integridade da tubulação após construída. 6)UTILIZAÇÃO DE PROTEÇÃO CATÓDICA Para complementar a ação protetora do revestimento, que é uma barreira mecânica e pode se danificar durante a construção e operação do duto, os engenheiros precisam utilizar um sistema de proteção catódica, de um modo geral por corrente impressa, que utiliza retificadores de corrente que injetam permanentemente corrente elétrica contínua na tubulação enterrada ou submersa, de modo a deixá-la suavemente energizada, com potenciais tais que as pilhas de corrosão não funcionem. A quantidade de corrente elétrica contínua injetada e sua distribuição ao longo da tubulação precisam ser criteriosamente estudadas e controladas para evitar problemas de superproteção (corrente demais) ou de subproteção (corrente de menos). 10 FIGURA 8 – Dependendo do fluido transportado os problemas de corrosão interna são muito importantes e precisam ser estudados e monitorados com o auxíliode sondas e provadores de corrosão apropriados (foto), que fornecem informações importantes sobre a taxa de corrosão interna experimentada pela tubulação. 11 FIGURA 9 – Em alguns casos os dispositivos de monitoração da corrosão interna são instalados externamente, sem a necessidade de furar o duto para introduzir as sondas. Essa alternativa de instalação é muito importante e sempre utilizada nos locais onde o método intrusivo se constitui em problema de instalação e operação. 9)MONITORAÇÃO DA CORROSÃO EXTERNA DO DUTO A corrosão externa dos dutos é controlada através do acompamhamento das condições operacionais, inspeção permanente e regulagem dos dispositivos de proteção catódica, proteção elétrica e proteção eletromagnética, mediante medições dos potenciais do tubo em relação ao solo (potenciais tubo/solo) ou do tubo em relação à água (potenciais tubo/água). Essas medições podem ser feitas manualmente, com a presença de um operador, ou automaticamente, através de dispositivos que permitem medir os potenciais e enviar permanentemente as informações a um centro de controle ou mesmo a um computador pessoal, por intermédio dos sistemas de transmissão de dados disponíveis, permitindo um acompanhamento operacional seguro e eficiente. A verificação e monitoração dos potenciais da tubulação precisa ser feita permanentemente, durante o resto de sua vida e consiste na principal atividade de controle de sua integridade. 12 FIGURA 10-As informações a respeito das condições de operação dos retificadores de proteção catódica e dos potenciais da tubulação enterrada ou submersa podem ser enviadas a um centro de controle ou a um computador pessoal, com o auxilio de dispositivos especialmente projetados para essa finalidade (foto), permitindo um acompanhamento operacional seguro e eficiente das condições de integridade do duto. 10)INSPEÇÕES COM PIG INSTRUMENTADO As atividades de monitoração da corrosão externa e interna são complementadas pela utilização dos pigs instrumentados, que utilizam a tecnologia do fluxo magnético de alta resolução. Essa atividade, de extrema importância para a inspeção de dutos de um modo geral, consiste em introduzir e bombear sensores no interior da tubulação, capazes de medir as perdas de espessura causadas por corrosão e detectar vários outros defeitos importantes, que podem ocorrer durante as fases de fabricação, instalação e operação da tubulação.