COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº 173890.1 Sistema de alarme de produtos corrosivos acoplado a sondas de resistência elétrica e resistência de polarização linear: ensaios estáticos Neusvaldo Lira de Almeida Sidney Oswaldo Pagotto André Luiz Bueno Paulo Roberto V.Moraes José Álvaro de Carvalho Albertin Lorena Cristina de Oliveira Tiroel Palestra apresentada no CONGRESSO INTERNACIONAL DE CORROSÃO INTERCORR, Búzios, 2016 A série Comunicação Técnica compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 CEP 01064-970 São Paulo SP Brasil CEP 05508-901 Tel 11 3767 4374/4000 Fax 11 3767-4099 www.ipt.br
Sistema de alarme de produtos corrosivos acoplado a sondas de resistência elétrica e resistência de polarização linear Neusvaldo Lira de Almeida - IPT Sidney Oswaldo Pagotto Júnior - IPT André Luiz Burdin Bueno - FIPT Lorena Cristina de Oliveira Tiroel - Transpetro José Álvaro de Carvalho Albertini - Transpetro Paulo Roberto V. Moraes - Transpetro 1
Introdução Os dutos para transporte de petróleo e derivados estão sujeitos à agressividade dos fluidos transportados; Mudanças repentinas na corrosividade do produto que está sendo transportado podem resultar em danos à malha duto viária; Descarregamento inesperado de água produzida. 2
Objetivo Sistema que detectasse mudanças na corrosividade dos produtos e enviasse um ALARME para a operação para orientar ações mitigadoras. Sondas de resistência elétrica (ER) e de resistência de polarização linear (LPR) Sistema de transmissão de dados
Sonda RE Ocorre uma variação no valor da resistência elétrica, quando a seção transversal do seu elemento sensor é reduzida (devido à corrosão). A variação da resistência é medida cumulativamente ao longo do tempo contra um resistor referência, tendo como base a medida inicial de resistência do sensor. 4
Sonda LPR Da relação entre os potenciais e a corrente obtida, calcula-se a resistência de polarização (Rp), que é inversamente proporcional à taxa de corrosão uniforme do metal que está sendo ensaiado.
Ensaios estáticos e dinâmicos NaCl, Petróleo e Água produzida. 1. Ensaios estáticos 2. Ensaios um loop de corrosão.
Ensaios estáticos Ensaio com sonda ER Sonda de resistência elétrica (RE) de alta-resolução com elemento tangencial (flush) e sensor com cinco milésimos de polegada de vida útil, fabricado em aço-carbono UNS K03005; um conector rígido para conexão entre a sonda RE e o transmissor de dados; um cabo de comunicação entre o transmissor e a caixa/fonte conversora de dados; uma caixa contendo fonte conversora de 115 V ca para 24 V cc e conversor de padrão de comunicação de RS485 para RS232, para a interligação dos dados entre o transmissor e o computado.;
Ensaio com sonda ER 2 3 2 1 1 8
Ensaio com sonda LPR 2 1 3 1 1. Sonda LPR 2. Potenciostato 3. Computador com software EC-Lab http://www.ipt.br/centros_tecnologicos/ctmm e-mail: neusval@ipt.br 9
Metodologia (ER e LPR) Ensaios preliminares com soluções de cloreto de sódio 0,5 % e 5,0 %, para ajuste das condições de ensaio. Realização dos ensaios definitivos utilizando petróleo e água produzida; Os ensaios foram realizados à temperatura ambiente. O petróleo e a água produzida utilizados foram coletados no terminal da Petrobras em São Sebastião; 10
Resultados Sonda ER Ensaio com sonda ER em cloreto de sódio 0,5 % e 5,0 %
Resultados Sonda LPR Ensaio com sonda LPR em soluções de cloreto de sódio 0,5 % e 5,0 % 12
Resultados Sonda ER Ensaio com sonda ER em petróleo bruto e água produzida. http://www.ipt.br/centros_tecnologicos/ctmm e-mail: neusval@ipt.br 13
Resultados Sonda LPR Ensaio com sonda LPR em petróleo bruto e água produzida. http://www.ipt.br/centros_tecnologicos/ctmm e-mail: neusval@ipt.br 14
DISCUSSÃO SONDA ER Nos ensaios com soluções de cloreto de sódio, houve uma perturbação nas curvas de perda de espessura e de taxa de corrosão, nos momentos de troca da solução; As alterações de corrosividade foram mais evidentes nos ensaios com petróleo e água produzida, provavelmente devido à maior diferença de corrosividade entre os meios de ensaio.
A análise pela variação de espessura se mostrou mais eficiente do que pela taxa de corrosão. Os dados de variações de espessura eram gerados a cada dois minutos. Quando ocorriam mudanças na corrosividade do meio, a resposta do sistema era quase imediata. Com a taxa de corrosão, a resposta era muito mais demorada (da ordem de duas horas). O software considera um conjunto maior de dados para gerar esta informação.
SONDA LPR Os dados foram obtidos com potenciostato e software EC- Lab, a cada dois minutos; As variações de taxas de corrosão foram detectadas mais facilmente nos dois ensaios: com soluções de cloreto de sódio e com petróleo bruto e água produzida. As mudanças de comportamento no gráfico refletem com exatidão o momento da troca do meio de ensaio. 17
SONDA LPR Nos ensaios com petróleo e água produzida, após trocar o petróleo por água produzida a taxa de corrosão não estabilizou. A explicação mais provável é que o elemento sensor estivesse impregnado com petróleo bruto. À medida que o petróleo ia sendo removido pela água produzida, ocorria aumento da área exposta da sonda. 18
Ensaios dinâmicos NaCl, Petróleo e Água produzida. 1. Ensaios um loop de corrosão
Conclusões Os ensaios com as sondas ER e LPR identificaram rapidamente a mudança de corrosividade, quando o meio era trocado. Nos ensaios com sonda ER, a resposta de sistema foi mais rápida quando se utilizava Perda de espessura. A reposta pela taxa de corrosão demandava cerca de 2 horas. As alterações de corrosividade eram praticamente instantâneas com sonda LPR. 20
Agradecimentos