A APLICAÇÃO DA PROTEÇÃO CATODICA EM USINAS NUCLEARES

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1 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CORROSÃO -ABRAÇO 8*S{NAC0ft - SEMINÁRIO NACIONAL Ut CORNOSAO «FUNDAÇÃO OE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTI?sMKKo NACIONAL OC CORROSAO NA MOOUÇAO t UTILIZAÇÃO DO ÁLCOOL R.O-I0»lí*»w*o«l8«1 CM CONVÊNIO COV O SI UAI í A APLICAÇÃO DA PROTEÇÃO CATODICA EM USINAS NUCLEARES I José Carlos Santos; COMISSÃO DE COR : ROSÃO PELO SOLO, ÁGUA DO MAR E PROTEÇÃO CATODI CA DA ABRAÇO. I j Sdney Yukzak : IEC-INSTALAÇÕES! E ENGENHARIA DE CORROSÃO LTDA. Introdução I 1 A proteção catódca não é uma técnca recente, sendo há mu 1 to empregada nos países mas desenvolvdos, depos de ter sdo ex permentada pela prmera vez, na Inglaterra, por volta de 1824, pelo então Almrante Humphrey Davy, para retardar a corrosão das! chapas de cobre,dos'cascos dos navos, medante a fxação, naquelas estruturas, de pequenos pedaços de znco. : Seu uso ntensvo começou nos Estados Undos na década de 30 com o enorme ncremento na construção de oleodutos e consequen temente com os graves problemas de corrosão surgdos naquela época. No Brasl, a prmera aplcação em termos ndustras se deu no ano de 1966, com a construção do oleoduto Ro-Belo Horzon te, pertencente 3 PETROBftAS, empregando então a tecnologa amercana, concetuada mundalmente. Assm como no mundo ntero, graças a efcáca dessa técnca de proteção, as ndústras de petróleo, petroqúmcas, navas,

2 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CORROSÃO -A B R A Ç O «Wt í» St NACO R - SEMINÁRIO NACIONAL DE COHROSAO ** FUNDAÇÃO DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTl I o SIMPÓSIO NACIONAL DE COM ROSA O NA PRODUÇÃO t UTILIZAÇÃO 00 ÁLCOOL Rã- 10» 12d>lunhod* IMI UCQHVÍNIOCOUOSENAI companhas de águas, de mneração, de dstrbução de gás e de energa elétrca têm encontrado maor facldade para resolver ' os males da corrosão causados pelo solo, pela água do mar ou por correntes de fuga que aparecem com freqüênca em suas nstalações metálcas subterrâneas ou submersas. A sua utlzação também se extendeu às Centras Nucleares onde encontramos estruturas metálcas expostas aos processos nor mas corrosvos prncpalmente pelo fato de que as mesmas opconalmente se encontram nstaladas em orlas marítmas por questões técncas e econômcas e onde o ambente é altamente propco para a aceleração de tas processos. Regstramos anda que aqu no Brasl a técnca da proteção catódca tem sdo observada mas atentamente pelas ndústras na conas, vez que esse método de combate e controle da corrosão vem se tornando muto atraente sob todos os aspectos e, onde nos países da Europa e partcularmente nos Estados Undos tas sstemas de proteção tornaram-se,em alguns casos, obrgatóros pelas companhas seguradoras. Tpos de Estruturas 0 processo de controle da corrosão através da proteção c tõdca aplca-se, como já dto, a toda e qualquer estrutura meta lca enterrada ou submersa. Para o caso de Usnas Nucleares pratcamente em nada dte re das aplcações comuns atualmente empregadas no processo Indus tral petroquímco por exemplo, em estruturas como: Adutoras,Tan quês de armazenamento, tubulações ndustras ou de servço! redes de ncêndo, g s, óleo, etc), fundações metálcas, trocadores de calor, etc. Estruturas perfércas de apoo às Centras também são

3 f ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CORROSÃO -ABRAÇO í 8"SC NACOR SEMlfcARIO NACIONAL!>t CORROSÃO *> FUNDAÇÃO DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTI l SIM»0SIO NACIONAL OC COHHOSÀO NA PROOUCAO E UTILIZAÇÃO 00 ÁLCOOL íêtconvtkiqcomosfmai protegdas catõdcamente como é o caso dos pés metálcos uas tor res de transmssão de energa elétrca e dos cabos de comuncação e de controle revestdos de chumbo. 1 Bascamente, além daquelas acma ctadas, as Usnas Nucle ares dspõem de equpamentos e estruturas metálcas especfcas. como por exemplo as que consttuem o que se denomna "Tomada d'á gua". São os "stop logs" e guas, as grades de contenção de de trltos, as peneras rotatvas e as bombas de água de crculação' e de servço, estruturas estas permamentemente em contato com a água do mar, que amplam a gama de utlzação da técnca de proteção catódca e que nos permtem conhecer na prátca suas vanta gens para estes tpos de estruturas(ver fgura). Aplcações às Usnas Brasleras Com a construção em 1971 da prmera Usna Nuclear bras le.r», a Undade I da Central Nuclear Almrante Álvaro Alberto, na f/ja de Itaorna em Angra dos Res, Estado do Rô de Janero' e t necessdade de cercá-la da máxma segurança operaconal sob t H /s os aspectos, antes e depos da mesma entrar em funconamen te» levaram aos órgãos competentes também a estudarem as concu çoís de corrosvdade do solo e da água no local e cujos resulta do* recomendaram o emprego de sstemas de proteção catódca para a «jase totaldade das estruturas enterradas ou submersas com o ntuto de cessar todo e qualquer processo corrosvo que f&taken te ram surgr. Nessa estudo, valores de resstlvldade elétrca do solo da água do mar encontrados na área da Usna (nteror entre e ohm.cm, praa entre 400 e 500 ohm.cm, água do mar em torno de 20 ohm.cm); valores de potencas naturas das estru tura» subterrâneas exstentes (entre 450 a 750 mlvolts negatvos) e a prevsão de malhas de aterramento em cobre, ndcavam a

4 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CORROSÃO-ABRAÇO KNACON - SEMINÁRIO NACIONAL M COHROSAO FUNDAÇÃO DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTI 1*SMWÔ$IO NACIONAL Ot CORROSÃO NA PHOOOÇAú k utilaçao OO ÁLCOOL tm comvtmo com ostua tormação de plhas de corrosão cujas taxas foram estmadas em 0,1" e 0,15" por ano, respectvamente em relação ao solo e água do mar (atualmente elmnadas pelos sstemas de proteção catódca exstente em operarão). Conseqüênca da orange área metálca (aproxmadamente em m ) a ser protegdo c ud alta corrente de proteção devdo' aos baxos valores de eletroresstvdade em geral, recorreu- se então ao emprego de sstemas de proteção catódca por corrente m pressa para a maora dos casos, utlzando-se em stuaços espe cas o sstema galvânco ou de sacrfíco. Com efeto, para as estruturas metálcas que compõem a "Tomada d'água* foram necessáros 3 retfcadores automátcos(de vdo a varação da área submersa) com capacdade nomnal de nje ção cada de 12 volts/150 amperes, utlzando-se um total de 70 a nodos de lga de Pb-Sb-Ag. Para as tubulações de água de servço com dâmetros que varam entre 8" e 12" e para os tanques de armazenamento de óleo combustível foram empregados 2 retfcadores manuas com capacdade nomnal cada de 36 volts/14 ampéres, utlzando-se um total de 32 anodos de lga de Fe-S-Cr. Tas sstemas Foram totalmente mportados uma vez que fo ram adqurdos juntamente com toda a Usna, entretanto, para a proteção da tubulação que representa o Sstema de Abastecmento' de Acua Doce - SAAD, fo empregada uma tecnologa 100» braslera, desde a fase de projeto até a operação do sstema, nclundo a utlzação de materas e equpamentos de fabrcação naconal, além da técnca de construção com "know how" nterno. Composto de apenas um retfcador manual de capacdade no mna de njeção de 100 volts/10 ampéres assocado a 13 anodos de grafte envoltos em raonha de coque metalúrgco própra para es-

5 r ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CORROSÃO- A B R A Ç O í í f 5 "SENACOR SEMINÁRIO NACIONAL Ot COJMOSAO ** FUNDAÇÃO DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTI I SIMMSIO NACIONAL O COMNOSAO NA PROOUÇAO E UHLI2ACAO 00 ÁLCOOL tm convtmo com o st UAI í te tpo de aplcação, tal sstema confere â essa mportante es- trutura completa mundade contra os processos de corrosão, e en dendo a sua vda útl em mas de 20 anos. 1 Assm como no SAAD,todos os retfcadores são refrgerados ã óleo devdo ao ambente marnho local, evtando dessa raae ra a oxdação dos elementos metálcos sensíves que compõem todo o crcuto nterno, e provdos de dspostvos de proteção confqr me mpõem as especfcações técncas para estes tpos de equpamentos elétrcos. A utlzação de anodos galvâncos também se tornou mperosa vez que um pequeno trecho solado e enterrado da tubulação do SAAD, se nterlgado eletrcamente àquele sob nfluênca do sstema de proteção, colocava, de forma físca, eletrcamente to das as estruturas em contato com o solo ou água da Usna no crcuto, causando defcênca em termos de proteção ao trecho or. roa~ Nas guas e nos "stop logs" das zonas de transção e des carga da água de crculação (água salgada) também lançou-se mão da proteção galvânca devdo a pequena área submersa utlzando- -se nesse caso anodos de alumíno de alta capacdade de corrente. Empregados de modo a reduzr consderavelmente a superh ce exposta â corroso, dmnundo por consegunte a quantdade' de corrente necessára â proteção das estruturas, os revestmentos aplcados para àquelas enterradas e submersas foram, respectl vãmente, o "coal tar enamel" e o "coal tar epox", tendo as grades de contenção de detrtos sdo apenas galvanzadas. Embora na Undade I de Angra não tenha sdo utlzada,de vdo aos revestmentos e materas empregados, é a proteção cato dca fator mportante no combate â corrosão das superfíces rtej nas de condensadores, resfradores de óleo e permutadores de calor.

6 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CORROSÃO -ABRAÇO V s SI rtacor - SEMINAftlü NACIONAL DC COHHUSAO FUNOAÇAO DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTI 1 SIMP6SIO NACIONAL OE COMHOSAO NA PHOOUÇAú E UTILIZAÇÃO DO ALCOOL EU COM VÊNIO COM O SE UAI 24 J.

7 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CORROSÃO- A B R A Ç O *stt*con - SCMNNAMO NACIONAL M CORROSÃO FUNDAÇÃO OE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTl 1'mmso NACIONAL oe COUHOSAO MA MODUCAO t UTILIZAÇÃO OO ÁLCOOL * w n» t IMCO-VtUOCOUOSfUA) Contrbução Naconal A contrbução da ndústra naconal, bem como das empre sas especalxadas nesse campo, já vem sendo efetva desde 1970 quando a PETROBRAs. ponera na utlzação desta técnca no pas, partu para um programa de substtução de mportações, assessorando e confando aos ndustras brasleros a fabrcação de ma teras, equpamentos e nstrumentos a serem empregados. Da, a realzação de vastos programas de dfusão nos meos técncos e centífcos do pas, através de palestras, cursos, Encontros Naconas e Internaconas, da elaboração de normas e guas da técnca de proteção catódca, confados â ABRAÇO-As soe. ação Braslera de Corrosão e profssonas mltantes nesse setor, velo fortfcar todo esse processo de conscentzação. A aqusção de tas sstemas, quer por corrente mpressa, quer por anodos galvâncos, por mlhares de ndústras brasleras vem comprovar a total confança destes com o mercado nterno oferece. Projetos brasleros tem sdo analsados, aprovados e a- plcados no exteror sem restrções, o que confrma o alto nível técnco já adqurdo por nossos especalstas. Equpamentos e nstrumentos eletrôncos com alto grau de sofstcação e precsão são há multo projetados e fabrcados por brasleros como são os casos dos retfcadores manuas e automá tcos e também os equpamentos de drenagem de corrente para o controle das correntes de fuga. Anodos galvâncos e nertes de todos os tprs e aplca - ços estão dsposção do mercado nterno dentro dos mas rgorosos requstos das especfcações técncas naconas e estrangeras, cuja qualdade garante produtos do mas alto padrão de confabldade durabldade.

8 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA OE CORROSÃO- ABRAÇO»SfM*COH. StMMlARIONACIONAL DC CQRHOSAa FUNDAÇÃO OE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTl I*SMPOSK) NACIONAL oc COUMBAO NA fttoouçao f UTILIZAÇÃO oo ALCOCK. M l S t tm l l M «cottvtmo OOÊÊ O SEIVU Acessóros como juntas de solamento elétrco, elêtro - dos de referênca {de Ag/AgCl, Cu/CuSO., Zn) permanentes ou por tâtes, suportes para anodos e eletrodos, caxas de medção de resstvdade de solo e líqudos, pontos de teste eletrolítcos são também elementos nteramente elaborados pela ndústra naconal. 1 Conclusão A necessdade da utlzação desta técnca para as Usnas Nucleares revela pontos -extremamente mportantes no contexto geral de segurança operaconal, uma vez que com a Instalação de sstemas do gênero elmnou-se os custos que fatalmente ram ncdr com os reparos peródcos das estruturas que, em curto espaço de tempo, estaram danfcadas; assegura total ntegrdade especalmente àquelas que conduzem ou armazenam elementos nflamáves 'evtando vazamentos; ampla em muto a vda útl das estruturas metálcas envolvdas; conserva também a efcênca de toda. a malha de aterramenço elétrco; e prncpalmente garante u ma rotna normal de atvdades, afastando a possbldade de paradas não programadas de setores mportantes para a realzação de possíves reparos. Um outro fator a consderar é quanto aos estudos de lm - plantação de tas sstemas, assm como outros, os quas ocorrendo juntamente com todo o projeto da obra, conduzrá a um aprovetanen to das nstalações dsponíves para outros fns e, consequentemen te reduzndo em muto os custos globas. E esta, portanto, tem sdo a contrbução de toda uma tecnologa 100% braslera, cada vez mas atuante a um Brasl em franco desenvolvmento, e objetvando partcpar de forma decsva a 'todo um programa de segurança e naconalzação.

9 ASSOCIAÇAOBRASILEIRADC CORROSÃO-A BRAÇO * f* r*sèm«cor - SI Ml-;AM QHHCIQHA.I M COMNOSAO «K* FUNOAÇAODE TECNOLOGIA INDUSTRIAL - FTI s SIMPÓSIO MACtONA o COUHOSÂO N* moooção t UTILIJACAO OO ÁLCOOL í«co»*tmo am o se** : Agradecmentos Os autores agradecem a Dr a Max a de Fátma G. Yukzak pelo preparo de todas as lustrações deste trabalho. Bblografa 1. IEC-INSTALAÇOÈS E ENGENHARIA DE CORROSÃO LTDA - Proteção Ca tódca - Ro de Janero, Brasl, GENTIL, V. - Corrosão, Ro de Janero, Almeda Neves, Brasl LESSA, M.R.M., FERREIRA, P.S.P., YUKIZAKI, S. - A Proteção Ca tódca no Brasl, 79 Senacor-Semnãro Naconal de Corrosão, Ro de Janero, Brasl, SACOR SIDEROTÊCNICA LTDA - Catálogo Técnco, Ro de Janero, Brasl, NORTRON ELETRÔNICA LTDA - Catálogo Técnco, São Paulo, Brasl REVISTA ENGENHARIA INDUSTRIAL - Corrosão, suas formas, efetos e meos de combate - Ano 3, n9 24, Feverero - Novo Grupo Edtora Técnca Ltda, Ro de Janero, Brasl, 1980.