AVALIAÇÃO DA SUSCETIBILIDADE DE CORROSÃO SOB TENSÃO (CST) EM DUTO SUJEITO À MOVIMENTAÇÃO DE SOLO

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1 AVALIAÇÃO DA SUSCETIBILIDADE DE CORROSÃO SOB TENSÃO (CST) EM DUTO SUJEITO À MOVIMENTAÇÃO DE SOLO João Hipolito de Lima Oliver Eng. Eletricista TRANSPETRO Confiabilidade de Dutos Byron Gonçalves de Souza Filho Eng. Metalúrgico, M.Sc. TRANSPETRO Confiabilidade de Dutos 6 a COTEQ Conferência sobre Tecnologia de Equipamento 22 CONBRASCORR Congresso Brasileiro de Corrosão Salvador - Bahia 19 a 21 de Agosto de 2002 As informações e opiniões contidas neste trabalho são de exclusiva responsabilidade do (s) autor(es).

2 SINOPSE Este trabalho apresenta os resultados da avaliação do risc o de ocorrência de corrosão sob tensão (CST) em um poliduto sujeito a esforços trativos decorrentes de movimentação de solo, através do emprego de técnicas de inspeção com o duto enterrado e posterior correlação com o duto escavado. A metodologia de inspeção constou de inspeção geotécnica da faixa, inspeção da rota do duto utilizando a técnica eletromagnética condutiva, identificação de falhas no revestimento e ensaios não destrutivos. Paralelamente foi feita uma avaliação do sistema de proteção catódica visando identificar possíveis locais de falha.a conclusão do trabalho evidenciou que as técnicas de inspeção empregadas são satisfatórias e no trecho analisado o duto não apresentou trincamento por CST. Palavras -Chave: Corrosão sob tensão; oleoduto; inspeção de revestimento de duto

3 1. INTRODUÇÃO O presente trabalho apresenta os resultados das inspeções e testes realizados em um oleoduto de transporte de multi-produtos (poliduto), para avaliar a possibilidade de ocorrer trincamento por Corrosão sob Tensão (CST) nos pontos de falha no revestimento do duto, quando associados à tensão imposta ao mesmo pelo solo, uma vez que o duto se encontra instalado em uma região de serra sujeita a chuvas intensas e movimentação de solo. Os testes visaram avaliar uma metodologia de inspeção, aplicada sobre a faixa do duto, com o objetivo de reunir informações para identificar, de forma preventiva, uma situação de risco potencial de ocorrência de CST, especificamente para o caso de uma locação geográfica com condições semelhantes a uma que provocou este tipo de dano no mesmo poliduto alguns meses antes, causando a falha por ruptura do mesmo. A metodologia de inspeção sobre a faixa de servidão, constou de inspeção geotécnica da faixa, inspeção da rota do duto (localização, levantamento de coordenadas planialtimétricas e demarcação na faixa) e identificação de falhas no revestimento. O mecanismo de SCC está associado ao meio corrosivo onde o duto se encontra, às tensões presentes no tubo e a suscetibilidade do material. A influência do meio corrosivo está relacionada à presença de falhas no revestimento e limitações no sistema de proteção catódica. Com relação à tensão no material, foram considerados os esforços impostos ao duto devido a movimentação do solo. A suscetibilidade do material não foi considerada, visto ser este o mesmo material do duto na região onde ocorreu anteriormente uma falha. A figura 1 apresenta uma colônia de trincas de CST típicas encontrada em uma região próxima à inspecionada. Sendo assim, para esta análise foi escolhida a região com a condição mais severa em termos de movimentação do solo, onde o duto estava submetido a elevadas tensões. Observou-se que o duto apresentava tensões de tração, na região alta, e compressão com alças de deformação, na região baixa, numa situação muito semelhante com a região onde ocorreu a falha. Estes testes foram realizados com o duto ainda enterrado, com exceção de uma pequena região no topo do morro onde o duto já tinha sido cortado, visando a troca de um trecho de 5,35 metros para eliminação de um vent. Durante a fase de corte do duto, no topo do morro ocorreu um deslocamento longitudinal de cerca de 25 centímetros entre as seções cortadas, Com rompimento de cerca de 25% da seção remanescente após corte oxiacetilênico (Figura 2) o que causou um alívio de tensão no local. Posteriormente, outro trecho de 224 metros foi substituído em função das deformações encontradas.

4 2. DADOS DO DUTO O duto no trecho avaliado possuí as seguintes características: - Extensão avaliada: 600 metros, - Diâmetro: 12, - Material: API 5L X 46, - Revestimento: Coal-tar, - Sistema de Proteção Catódica: Corrente Impressa. 3. TESTES E RESULTADOS 3.1 Testes Realizados: Os seguintes testes foram realizados: Inspeção geotécnica da faixa, realizada pela empresa GEOPROJETOS, visando a identificação de áreas de movimentação de encosta que pudesse afetar a faixa do duto; Localização in situ do duto e demarcação com estacas numeradas sobre a faixa, realizada pela empresa SONDEQ, para identificação de alças de deformação e anomalias na rota do duto. Foi utilizada a técnica eletromagnética condutiva com equipamento PCM da empresa Radiodection. Levantamento das coordenadas plani-altimétrica. do duto. Inspeção do revestimento sobre a faixa do duto, realizada pela SONDEQ, para localização e demarcação das falhas. Para esta inspeção foi utilizado o método Atenuação de Corrente, complementado pela técnica A-Frame com equipamento PCM da Radiodection. Inspeção visual do revestimento, nos pontos escavados, para confirmar a falha indicada pela técnica Atenuação de Corrente e verificar eventuais presença de pites ou alvéolos de corrosão na parede externa do duto; Ensaio não destrutivo (END) da superfície externa dos tubos por Líquido Penetrante e Partículas Magnéticas, a 250 mm para cada lado do epicentro da falha no revestimento, para verificar a existência de eventuais trincas. Estes ensaios foram realizados pela empresa GAMMAEND. Além desses testes foi avaliado o relatório de inspeção do sistema de proteção catódica. 3.2 Resultados Os seguintes resultados foram obtidos:

5 Inspeção da faixa de servidão: Região com deslizamento de encosta. Em 1998 foram executadas obras para estabilização do terreno, instalação de Drenos Horizontais Profundo e de instrumentação; Localização in situ do duto sobre a faixa: Realizada a localização, medição de profundidade de enterramento e demarcação com estacas numeradas a cada 10 m nos trechos retos e a 2 m nos locais da alça de deformação. Identificadas alças de deformação em três regiões (ver figuras 3 e 4); Inspeção do revestimento sobre a faixa do duto: Localizadas 17 falhas no trecho inspecionado conforme tabela 1, abaixo, e figura 3. Trecho Inspecionado Falha Número Distância Referência 1 63,75 Entre as estacas 6 e ,45 Entre as estacas 16 e ,87 Entre as estacas 19 e ,65 Entre as estacas 20 e ,70 Entre as estacas 22 e ,88 Entre as estacas 24 e ,62 Entre as estacas 27 e ,70 Entre as estacas 28 e ,30 Entre as estacas 31 e ,58 Entre as estacas 32 e ,25 Entre as estacas 34 e ,90 Entre as estacas 36 e ,15 Entre as estacas 43 e ,57 Entre as estacas 46 e ,20 Entre as estacas 51 e ,51 Entre as estacas 52 e ,15 Entre as estacas 53 e 54 Tabela 1 Lista de Pontos de falhas no revestimento. Obtido os perfis do duto e do terreno, e o gráfico das coordenadas N e E do duto (ver figuras 3 e 4); Inspeção visual do revestimento: Confirmadas todas as 17 falhas apontadas pelo A-Frame, e verificado não haver pites nem alvéolos de corrosão na parede externa do duto. Foi encontrado um ponto danificado por máquina perfuratriz que atingiu o revestimento (falha n o 11) e o duto, causando perda de espessura na parede externa; END da superfície externa dos tubos por Líquido Penetrante e Partículas Magnéticas: Foram inspecionados os pontos das falhas n o 2 a 17. Não foram

6 identificadas trincas em ambos os ensaios, conforme relatórios GAMMAEND 001 e 002, de 12 e 13/09/01, inclusive na parede atingida pela perfuratriz. O relatório de inspeção do sistema de proteção catódica mostrou não haver pontos de teste (PTs), para medição do potencial tubo-solo, na região avaliada. Os PTs adjacentes mais próximos são o PT 18 (km ) e o PT 19 (km ), cujo os potenciais são: PT 18 = -0,88 V off e 1,05 V on, (em Maio/00); -1,04 V on (em Set/00); PT 19 = -0,86 V off e -0,97 V on, (em Maio/00); -1,05 V on (em Set/00); 4. CONCLUSÕES 4.1 As presenças simultânea e exclusiva de tensão no duto e de falhas no revestimento não indicaram, necessariamente, existência de trincamento por CST no duto. 4.2 A metodologia de inspeção sobre a faixa de servidão, ou seja, inspeção geotécnica da faixa, localização e demarcação do duto na faixa e identificação de falhas no revestimento apresentou resultados plenamente satisfatórios, em todas as técnicas empregadas. 4.3 Esta metodologia associada à inspeção por pig instrumentado de perda de espessura, capaz de identificar descontinuidades (corrosão, falhas metalúrgicas ou de montagem) na parede do duto, poderá apresentar maior confiabilidade neste tipo de avaliação. 4.4 Apesar de haver tensões no duto, não foram constatadas descontinuidades (corrosão, falhas metalúrgicas ou de montagem) na parede dos tubos inspecionados, que pudesse causar concentrações de tensão capazes de nuclear trincas. 4.5 O defeito causado pela perfuratriz (falha n o 11) apresentou perda de espessura, porém não foi capaz de nuclear trincas, provavelmente por não haver concentração de tensão suficiente neste tipo de defeito. 4.6 A superfície do aço nos pontos de falhas no revestimento não apresentou qualquer tipo de corrosão, indicando que a proteção catódica estava eficaz na região avaliada, independente do grau de corrosividade do solo. 5. REFERÊNCIAS 1- A brief report on the influencing factors on SCC in buried pipelines, J K Patel, Niobium Products Company NPC, January 2001.

7 2- Corrosão, Vicente Gentil, Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ, 3 a Edição, Fotos e Figuras Figura 1 Trincas de corrosão sob tensão em outra região do mesmo duto. Figura 2: Seção do duto rompido durante o corte do trecho com vent.

8 Perfil do Terreno e do Duto Oeste Trecho trocado Leste Cota ( m ) Trecho trocado Perfil do terreno Perfil do duto Marco Km Vent 9 Falhas do revestimento 160 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900, ,00 Distância ( m ) Figura 3: Gráfico altimétrico do duto, com as falhas do revestimento na região inspecionada.

9 Coordenadas Coordenadas Norte Alças de deformação Trechos trocados Oeste Leste Leste Figura 4: Coordenadas e detalhes dos trechos inspecionados do duto.