Em primeiro lugar, a direção de desenvolvimento detubulação de açoTecnologia de inspeção. Durante a operação de oleodutos e gasodutos de longa distância, estes geralmente sofrem corrosão tanto interna quanto externa. A corrosão interna é causada principalmente pela ação combinada do fluido transportado, acúmulo de líquido no duto, sujeira e tensões internas. A corrosão externa, por sua vez, é geralmente causada por danos e falhas no revestimento. O controle da corrosão interna geralmente envolve o gerenciamento das condições e a adição de inibidores de corrosão. Nos últimos anos, com o fortalecimento do gerenciamento da operação de dutos por parte dos proprietários e as exigências rigorosas para os fluidos transportados, a corrosão interna tem sido amplamente controlada. Atualmente, a principal direção de desenvolvimento do controle da corrosão em oleodutos e gasodutos de longa distância, tanto no Brasil quanto no exterior, concentra-se na proteção contra corrosão externa. Assim, a inspeção de dutos também prioriza a detecção de defeitos no revestimento e defeitos no próprio duto causados por corrosão externa. Nos últimos anos, com a ampla popularização e aplicação da tecnologia da computação, a tecnologia de detecção, tanto no Brasil quanto no exterior, evoluiu rapidamente, dando origem a duas vertentes: a detecção interna e externa (detecção de revestimento e detecção inteligente). Normalmente, quando o revestimento está danificado, o duto abaixo da falha também sofre corrosão. O objetivo da tecnologia de inspeção externa de dutos é verificar a eficácia do revestimento e da proteção catódica, além de detectar defeitos de corrosão no corpo do tubo por meio de inspeção por corrosão em cavidades. A maioria dos dutos atuais que utilizam inspeção interna com foco no norte apresenta resultados bastante eficazes. Já a tecnologia de inspeção interna de dutos é utilizada principalmente para identificar defeitos como corrosão interna e externa, deformações localizadas e trincas em soldas, podendo também avaliar indiretamente a integridade do revestimento.
Em segundo lugar, a tecnologia de detecção externa à tubulação. Tubulações enterradas geralmente utilizam um sistema de proteção composto por revestimento e proteção catódica (PC) para controlar a corrosão externa. Esses dois métodos desempenham um papel complementar: o revestimento é uma proteção catódica, ou seja, econômica e eficaz, permitindo que o revestimento seja monitorado apenas onde ocorrem furos ou danos. Este método é reconhecido como o melhor método de proteção e tem sido amplamente utilizado no controle da corrosão de tubulações enterradas. O revestimento é a primeira linha de defesa para proteger tubulações enterradas da corrosão externa, e seu efeito protetor afeta diretamente a eficiência da corrente de proteção catódica. O artigo nº 7 da Conferência Anual NACE993 destacou: “O revestimento correto deve atender a 99% das necessidades de proteção de componentes enterrados, enquanto o 99% restante é fornecido pela proteção catódica”. Portanto, o revestimento deve possuir boas propriedades abrangentes, como isolamento elétrico, adesão, continuidade e resistência à corrosão, e a manutenção de sua integridade é muito importante. O desempenho geral do revestimento é afetado por muitos fatores, como materiais de revestimento, tecnologia de preenchimento, qualidade da construção, ambiente corrosivo, nível de gerenciamento, etc. Após um período de operação da tubulação, o desempenho geral do revestimento declinará em graus variados, manifestando-se como envelhecimento, rachaduras, descascamento, danos e outras condições. A superfície do corpo da tubulação é corroída devido ao contato direto ou indireto com o ar e o solo. Se o revestimento não for detectado e mantido de forma eficaz, isso poderá levar a acidentes como perfuração, ruptura e danos à tubulação.
A tecnologia de detecção de revestimentos utiliza equipamentos especiais para avaliar o desempenho geral do revestimento sem contato com o solo, sem a necessidade de escavar a tubulação. O objetivo é localizar, de forma científica, precisa e econômica, os defeitos de envelhecimento e danos no revestimento, determinar sua extensão e realizar estatísticas classificadas. Ao mesmo tempo, conduz-se uma avaliação abrangente do tamanho e da quantidade de defeitos, propondo um plano de retificação para orientar o proprietário da tubulação a compreender a condição do revestimento e realizar a manutenção adequada, garantindo sua integridade. A implementação da tecnologia de detecção de revestimentos em dutos na China começou em meados da década de 1980. Os métodos de detecção incluem principalmente a detecção de potencial padrão tubo/solo, o teste de resistência de isolamento do revestimento Pearson e o teste de corrente em tubos. Os resultados dos testes desempenham um papel importante na avaliação geral do revestimento, mas ainda existe uma grande lacuna na localização precisa dos defeitos e na orientação adequada para a revisão. Nos últimos anos, por meio de empréstimos do Banco Mundial e intercâmbios com empresas estrangeiras de dutos, os equipamentos externos para teste de revestimentos tornaram-se relativamente baratos e fáceis de operar. A tecnologia externa para dutos importados tem sido amplamente utilizada em testes de revestimento de dutos de petróleo e gás de longa distância no mercado interno. A tecnologia de detecção atingiu o nível de países desenvolvidos avançados, e as tecnologias de detecção externa mais utilizadas na prática incluem principalmente: detecção de potencial padrão tubo/terra, detecção Pearson, teste de potencial de passo curto, teste de corrente de audiência multifrequencial e teste de gradiente CC.
1. Tecnologia padrão de detecção de posição de tubulação/local (P/S): Esta tecnologia é utilizada principalmente para monitorar a eficácia do efeito de proteção catódica. Utiliza-se um multímetro para medir o potencial entre o eletrodo de CU/CuSO4 aterrado e um ponto específico na superfície metálica da tubulação. Através da curva de potencial em função da distância, compreende-se a distribuição do potencial para distinguir a diferença entre o potencial atual e o potencial anterior, e avalia-se a condição do revestimento verificando se o potencial de proteção catódica medido atende ao padrão. Este método é rápido e simples, sendo amplamente utilizado no gerenciamento e monitoramento diário do revestimento e da proteção catódica de dutos por órgãos de gestão de dutos.
2. Tecnologia de monitoramento Pearson (PS): Esta tecnologia é utilizada para detectar defeitos e áreas defeituosas no revestimento. Como não requer corrente de proteção catódica, basta aplicar o sinal CA (000 Hz) do transmissor na tubulação, tornando a operação simples e rápida, o que a torna amplamente utilizada no monitoramento de revestimentos. No entanto, a precisão dos resultados da detecção é baixa, devido à interferência de corrente externa, diferentes grupos de solo e revestimento que podem causar alterações no sinal, e a identificação e a determinação dos defeitos dependem da experiência do operador.
3. Tecnologia de teste de potencial de intervalo fechado (CIS, CIPS) O teste de potencial de intervalo fechado (Close Interval Survey) e o monitoramento do potencial de polarização de intervalo fechado (Close Interval Potential Survey) são semelhantes ao método padrão de teste de potencial tubo/terra (P/S), sendo sua essência o teste de potencial tubo-terra e o teste de potencial de desligamento. Ao testar o potencial de polarização e o potencial de polarização da proteção catódica na tubulação, é possível determinar a eficácia da proteção catódica e encontrar indiretamente a posição e o tamanho do defeito, refletindo a condição do revestimento. Este método também apresenta limitações: sua taxa de precisão é baixa, depende da experiência do operador, é facilmente afetado por interferências externas e alguns erros de leitura podem chegar a 200-300 mV.
4. Teste de corrente em tubo multifrequencial PCM O método de ponto médio em tubo multifrequencial é uma nova tecnologia para monitoramento de vazamentos em revestimentos, sendo um método aprimorado de detecção de revestimentos baseado no método de teste de gradiente de corrente em tubo. Utiliza um instrumento PCM relativamente avançado, mede a corrente de acordo com o intervalo de detecção conhecido, mede a distribuição do gradiente de corrente e apresenta uma visão geral de toda a tubulação. Permite encontrar de forma rápida e econômica a seção da tubulação com vazamento significativo de sinal de corrente, e o computador analisa e avalia a condição do revestimento. Em seguida, utiliza o quadro "A" do instrumento PCM para detectar o gradiente de potencial superficial e localizar com precisão o ponto de ruptura do revestimento. Este método é compatível com tubulações de diferentes especificações e materiais. Pode detectar toda a tubulação a longa distância e é menos afetado por mudanças nos materiais do revestimento e no ambiente do solo. O valor da resistividade superficial Rg é usado para classificar o grau técnico do revestimento da tubulação, avaliar sua condição e propor o método de manutenção. Utilizando uma bobina de acoplamento dedicada, também pode realizar inspeções de revestimento em tubulações subaquáticas.
5. Método do gradiente de potencial CC (DCVG) Este método detecta o gradiente de potencial gerado no solo pela corrente de proteção catódica que flui para a parte danificada do revestimento da tubulação enterrada (ou seja, a queda de IR do solo) e calcula o revestimento com base na porcentagem de queda de IR. A dimensão do defeito na camada tem a vantagem de não ser afetada pela corrente alternada e, ao determinar se a corrente flui para dentro ou para fora da tubulação, também é possível determinar se a tubulação está sofrendo corrosão.
6. Comparação de vários métodos de teste. Nos últimos anos, o autor testou a eficácia do revestimento e da proteção catódica em diversos oleodutos, como o Oleoduto Sichuan Long-Cang, o Oleoduto Gong-Zi, o Oleoduto Lu-Wei, o Oleoduto Shen-Dao, etc. Por um lado, os métodos mencionados foram comparados e constatou-se que todos os tipos de tecnologias de detecção de defeitos de revestimento são realizados aplicando sinais CC ou CA no oleoduto, e a diferença reside apenas na estrutura, desempenho e função. Cada método tem seu ponto forte e é convincente na avaliação do desempenho geral do revestimento, mas cada um tem suas vantagens e desvantagens. Para superar as limitações de uma única tecnologia de detecção, o autor descobriu que a combinação de vários métodos de detecção de defeitos de revestimento pode compensar as deficiências de diversas tecnologias durante a inspeção em campo. Para oleodutos protegidos por proteção catódica, primeiro se consulta o valor do teste no registro de gerenciamento diário (P/S) e, em seguida, utiliza-se a tecnologia CIPS para medir o potencial tubo-terra do oleoduto. O potencial medido com a energia desligada pode determinar o efeito do sistema de proteção catódica. Após a identificação de possíveis defeitos no revestimento, utiliza-se a tecnologia DCVG para determinar as características do cátodo e do ânodo de cada defeito. Em seguida, utiliza-se a DCVG para determinar a posição central do defeito e, a partir da queda de tensão IR causada pela corrente de fuga medida através do solo, determina-se o tamanho e a gravidade do defeito. Essas informações servem como base para a escolha dos reparos. Para dutos sem proteção catódica, a tecnologia de teste PCM pode ser utilizada para determinar a seção do tubo com vazamento significativo de sinal de corrente. A partir daí, a tecnologia de detecção por estrutura em “A” ou Pearson, utilizada no PCM, pode localizar com precisão o ponto de dano no revestimento e determinar a sua extensão. A tecnologia de teste PCM também pode ser utilizada em dutos com proteção catódica, embora sua precisão de detecção seja ligeiramente inferior à da tecnologia DCVG. Como todas as técnicas de detecção de revestimento aplicam sinais elétricos no duto, existem algumas deficiências em cada uma delas, e alguns defeitos de revestimento não podem ser detectados. Além disso, não é possível formar um circuito de varredura no solo, sendo necessário buscar a causa por outros meios. Devido ao efeito de blindagem, essa técnica não é adequada para dutos com revestimento. Nenhuma tecnologia consegue determinar se o revestimento foi removido.
Em terceiro lugar, a tecnologia de detecção em dutos consiste em adicionar diversos equipamentos de ensaio não destrutivo (END) ao pig (instrumento de inspeção) e transformar a função não inteligente originalmente utilizada para limpeza em coleta, processamento e armazenamento de informações. O detector inteligente de defeitos em dutos (SMART PIG), com suas múltiplas funções, pode detectar defeitos em dutos através do movimento do pig dentro da tubulação. Já em 1965, a empresa Tuboscopc, dos Estados Unidos, aplicou com sucesso a tecnologia de ensaio não destrutivo por fluxo magnético (MFL) para a detecção interna de oleodutos e gasodutos de longa distância, e outras tecnologias de detecção interna não destrutiva foram desenvolvidas sucessivamente, explorando suas amplas perspectivas de aplicação. Atualmente, empresas estrangeiras renomadas de monitoramento, como a Tuboscopc GE PII nos Estados Unidos, a British Gas no Reino Unido, a Pipetronix na Alemanha e a Corrpro no Canadá, possuem produtos que alcançaram produção em série e diversificação. Os detectores internos podem ser divididos em calibradores para detectar deformações geométricas em dutos, detectores de vazamento em dutos, detectores de fluxo magnético para detectar defeitos volumétricos causados por corrosão e detectores planares para detecção de trincas. Existem também detectores de correntes parasitas para detecção de defeitos, detectores ultrassônicos e equipamentos de detecção de trincas baseados em ondas de cisalhamento elásticas. A seguir, são apresentados brevemente alguns dos métodos mais utilizados.
1. A tecnologia de aprimoramento da medição de diâmetro é utilizada principalmente para detectar a deformação geométrica da tubulação causada por forças externas e determinar a localização específica da deformação. Algumas utilizam dispositivos mecânicos, enquanto outras se baseiam no princípio da indução magnética, que permite detectar a geometria de cavidades, ovalizações e variações no diâmetro interno. Outras anomalias geométricas afetam o diâmetro interno efetivo da tubulação.
2. Tecnologia de detecção de vazamentos Atualmente, as tecnologias mais consolidadas são o método de pressão diferencial e o método de radiação acústica. O primeiro consiste em um instrumento com um dispositivo de medição de pressão, e a tubulação a ser testada precisa ser preenchida com o fluido apropriado. Os vazamentos ocorrem na área de menor pressão da tubulação, e os instrumentos de detecção de vazamentos são instalados nesse ponto; o segundo baseia-se na detecção acústica de vazamentos, utilizando o som característico na faixa de 20 a 40 kHz gerado quando ocorre um vazamento na tubulação. Esse som é captado por um sensor com seleção de frequência adequada. O dispositivo eletrônico detecta e localiza o vazamento por meio de um sistema de marcação e medição de distância.
3. Tecnologia de detecção de fuga de fluxo magnético (MFL) Entre todas as tecnologias de detecção de dutos, a detecção de fuga de fluxo magnético possui o histórico mais longo, pois pode detectar defeitos volumétricos causados por corrosão interna e externa da tubulação, possui baixos requisitos quanto ao ambiente de detecção e pode ser utilizada também em oleodutos e gasodutos, permitindo avaliar indiretamente a condição do revestimento. Sua gama de aplicações é a mais ampla. Como a fuga de fluxo é um processo relativamente ruidoso, sinais anômalos são evidentes no registro de dados mesmo sem qualquer tipo de amplificação, e sua aplicação é relativamente simples. Vale ressaltar que, ao utilizar um detector de fuga de fluxo magnético para detectar dutos, a velocidade de operação do pig precisa ser controlada, pois a fuga de fluxo magnético é muito sensível à velocidade de operação do seu transportador. Embora o uso de um sensor de corrente em vez da bobina sensora reduza a sensibilidade à velocidade do pig, ele não elimina completamente o efeito da velocidade. Quando essa tecnologia detecta o duto, a parede da tubulação precisa atingir a saturação magnética completa. Portanto, a precisão do teste está relacionada à espessura da parede da tubulação. Quanto maior a espessura, menor a precisão. A faixa de aplicação geralmente é aquela em que a espessura da parede do tubo não ultrapassa 2 mm. A precisão dessa tecnologia não é tão alta quanto a do ultrassom, e a determinação da altura exata do defeito ainda depende da experiência do operador.
4. Tecnologia de teste ultrassônico piezoelétrico. O princípio da tecnologia de teste ultrassônico piezoelétrico é semelhante.
Data da publicação: 28/06/2023