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PROTEÇÃO CATÓDICA

EFETIVO COMBATE À CORROSÃO ELETROQUÍMICAPARTE 6: TÉCNICAS ESPECIAIS DE INSPEÇÕES EM DUTOS

TERRESTRES

Este material contém informações classificadas como NP-1

1.Passo a passo;

2.DCVG;

3.Atenuação de corrente;

4.ACVG.

PROGRAMAÇÃO

INTRODUÇÃO

• Estas técnicas especiais de inspeção de são utilizadas para o controle da corrosão externa de dutos.

• Fornecem informações do Revestimento e do Sistema de PC sem a necessidade de escavação.

• Os dados obtidos são usados na elaboração de um Plano de Reabilitação da Proteção Anticorrosiva de Dutos.

INTRODUÇÃO

• A definição da técnica a ser empregada deve considerar:– Revestimento existente (novo/degradado);– Presença de correntes de interferência;– Necessidade de avaliar o estado do Sistema de PC.

• Necessitam da localização do duto na faixa de servidão e da faixa de servidão em condições de se caminhar!

QUANDO INSPECIONAR

1. Histórico de falhas (vazamentos por corrosão externa) ou de perda de espessura (PIG instrumentado);

2. Indicação que o Sistema de PC atingiu seu limite;

3. Atendimento ao Plano de Integridade do Duto (Periodicamente - intervalos de 5 a 10 anos).

POTENCIAL PASSO A PASSO

POTENCIAL PASSO A PASSO - OBJETIVOS

• O método Passo a Passo, também conhecido como Close Interval Potencial Survey – CIPS tem por objetivo:– Traçar o perfil do potencial de proteção catódica

“ON” E “OFF”;– Determinar locais com deficiência de proteção

(localização indireta de falhas de revestimento);– Priorizar regiões para reabilitação da proteção

catódica.

POTENCIAL PASSO A PASSO -EQUIPAMENTOS

• O método Passo a Passo utiliza os seguintes equipamentos:

– Interruptores de corrente dos retificadores;– Data loger / Registrador de potenciais;– Duas semi-células Cu/CuSO4 com hastes;– Bobina de fios;– Odômetro.

POTENCIAL PASSO A PASSO -EQUIPAMENTOS

Chave de sincronismo Registrador de potenciais

Equipamentos para a inspeção

POTENCIAL PASSO A PASSO -PROCEDIMENTO

• A inspeção é realizada por um técnico caminhando na faixa sobre a diretriz do duto, registrando o potencial tubo-solo conectado a: – Duas semi-células de cobre-sulfato de cobre;– Um ponto de teste ou a um outro ponto de contato

com a tubulação.

• O alcance total dependente somente do comprimento da bobina de fio.

POTENCIAL NO LOCAL DA FALHA DE REVESTIMENTO

POTENCIAL PASSO A PASSO -PROCEDIMENTO

POTENCIAL PASSO A PASSO –DIFICULDADES...

• O desempenho da PC e eventual falha do revestimento são avaliados considerando os potenciais ON/OFF obtidos.

• Mudanças bruscas nos potenciais, baixos valores entre ON e OFF (queda IR) e valores OFF fora do critério de proteção indicam existências de anomalias.

POTENCIAL PASSO A PASSO –INTERPRETAÇÃO

POTENCIAL PASSO A PASSO – RESULTADOS

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

KM IN SPEÇÃ O C IPS

POTENCIAL PASSO A PASSO – RESULTADOS

POTENCIAL PASSO A PASSO –CORRELAÇÃO COM PIG INSTRUMENTADO

Distribuição da Quantidade de pontos de corrosão externa por km

Potencial de sub-proteção catódica

• São identificadas as regiões com deficiência de proteção catódica, ou seja, com potencial fora dos critérios de proteção.

• A seguinte classificação pode ser usada:– Região não protegida catodicamente;– Região parcialmente protegida catodicamente;– Região protegida catodicamente.

POTENCIAL PASSO A PASSO –CLASSIFICAÇÃO

• Não localiza diretamente falhas no revestimento. A localização de falhas depende da indicação de potenciais;

• Depende do bom contato elétrico entre solo e a semi-célula. Difícil utilização em superfícies asfaltadas ou em travessia de rios;

• Não aplicável a dutos sujeitos a correntes de interferência.

POTENCIAL PASSO A PASSO – LIMITAÇÕES

DCVG

• Localizar a falha no revestimento;• Levantar áreas anódicas/anódicas, visando

determinar locais com deficiência de proteção catódica;

• Estimar o tamanho da falha (graduação);• Priorizar as falhas a serem mitigadas,

fornecendo informações para reabilitação do revestimento ou da proteção catódica.

DCVG - OBJETIVOS

• O método DCVG utiliza os seguintes equipamentos:

– Interruptor de corrente;– Milivoltímetro analógico sensível, de escala com zero

central;– Duas semi-células de Cu/CuSo4 com hastes;– GPS.

DCVG – EQUIPAMENTOS

Interruptor de corrente Milivoltímetro analógico

• Quando uma corrente contínua é aplicada num duto, um gradiente de potencial aparece no solo devido a passagem da corrente através da falha do revestimento.

• O gradiente de potencial é proporcional ao fluxo de corrente e a proximidade da falha. Em geral, quanto maior a falha, maior é o fluxo de corrente.

DCVG – CONCEITO

• Instalam-se interruptores de corrente nos retificadores.

• O milivoltímetro é conectado a duas semi-células. Um operador caminha pela faixa do duto tocando o solo com as semi-células simultaneamente, sendo uma em frente da outra, medindo o gradiente de potencial sobre o duto.

• Quando o operador se aproxima da falha irá perceber, no milivoltímetro, o início do sinal e a direção do fluxo de corrente.

DCVG – PROCEDIMENTO

• Quando a falha é ultrapassada, a deflexão do ponteiro inverte, e lentamente diminui conforme o operador se afasta da falha.

• Retornando alguns passos, o operador encontrará uma posição onde o ponteiro não está deflexionado, isto é, ficará no zero central, a falha estará, então, entre as duas semi-células.

• Repetindo-se este procedimento em ângulo reto seráencontrado o epicentro do gradiente de potencial. Este ponto estará diretamente sobre a falha do revestimento.

DCVG – PROCEDIMENTO

Demarcação da falha Geoposicionamentoda falha

DCVG – AUSÊNCIA DE CABOS ELÉTRICOS

• O método DCVG pode estimar as características eletroquímicas de cada falha, visando priorizar ações corretivas:– Falha catódica/catódica;– Falha neutra/catódica;– Falha anódica/catódica;– Falha anódica/anódica.

• Nas inspeções realizadas pela TRANSPETRO, esta classificação não tem se mostrado muito eficiente.

DCVG – LEVANTAMENTO DA CARACTERÍSTICA DA FALHA

• Outra forma de classificação de falhas e tentativa de priorização de ações corretivas.

• A expressão “percentagem IR” (%IR) é adotada para dar uma indicação do “tamanho elétrico”da falha.

• A TRANSPETRO também encontrou deficiências na utilização desta classificação.

DCVG – ESTIMATIVA DO TAMANHO DA FALHA

• As falhas informadas no relatório de inspeção são classificadas segundo os seguintes dados: – Categoria (% IR);– Característica anódica/catódica/neutra;– Comprimento da Falha (metros).

• A recomendação é utilizar correlacionar com outras técnicas de inspeção, como o PIG instrumentado.

DCVG – CLASSIFICAÇÃO

• Não informa os potenciais de proteção catódica, porém depende de um sinal detectável;

• É uma técnica condutiva, dependendo do bom contato elétrico entre solo e a semi-célula;

• Apresenta erros na presença de correntes de interferência no solo;

DCVG – LIMITAÇÕES

ATENUAÇÃO DE CORRENTE

• Localiza o duto e determina a sua profundidade a partir da superfície;

• Determina regiões com revestimento degradado (avaliação qualitativa);

• Identifica locais ou componentes com consumo excessivo de corrente de proteção catódica (pontos de contato com outros dutos ou estruturas);

• Localiza cabos elétricos.

ATENUAÇÃO DE CORRENTE - OBJETIVOS

• Os seguintes equipamentos são utilizados:

– Gerador/transmissor CA multifreqüência;

– Receptor digital;

– Hastes de aterramento (ou um leito de anodos).

ATENUAÇÃO DE CORRENTE –EQUIPAMENTOS

Transmissor e receptor de sinais

• Essa técnica magnética não requer contato elétrico com o solo e é capaz de obter informações sobre coberturas como água, concreto e asfalto.

• Uma corrente alternada é aplicada em trechos do duto. As regiões com falhas no revestimento são identificadas e classificadas conforme a mudança da magnitude da corrente de teste.

• Essa técnica também é conhecida como PCM –Pipeline Current Mapper.

ATENUAÇÃO DE CORRENTE – CONCEITO

• A corrente aplicada entre o solo e o duto, retorna pela parede metálica do duto.

• O campo eletromagnético gerado pela corrente pode ser medido na superfície do solo por um receptor eletromagnético.

• A intensidade da corrente no duto varia, basicamente, em função de dois fatores: – A atenuação natural, em função da resistência

transversal do revestimento do duto, e– A área metálica do duto (falha) em contato com o

solo.

ATENUAÇÃO DE CORRENTE – CONCEITO

• A corrente aplicada entre o solo e o duto, retorna pela parede metálica do duto.

• O campo eletromagnético gerado pela corrente pode ser medido na superfície do solo por um receptor eletromagnético.

• A taxa de atenuação da corrente no duto é logarítmica. Ela ocorre, basicamente, em função de dois fatores: – A atenuação natural, em função da resistência transversal do

revestimento do duto, e– A área metálica do duto (falha) em contato com o solo.

ATENUAÇÃO DE CORRENTE – CONCEITO

ATENUAÇÃO DE CORRENTE –REPRESENTAÇÃO ELÉTRICA

• Para a aplicação desse método, as seguintes etapas são necessárias:– Verificação do isolamento do duto nos pontos de

teste e junta de isolamento. Qualquer componente que não esteja desconectado, é visto como uma anomalia do revestimento;

– Localizar o duto a inspecionar. O receptor pode captar o sinal de corrente e determina, por meio de setas, a correta posição do duto.

ATENUAÇÃO DE CORRENTE –LOCALIZAÇÃO DO DUTO

Duas bobinas, posicionadas 90ºuma da outra, trabalham em conjunto para determinar a real posição do duto.

LOCALIZAÇÃO DO DUTO – PROCEDIMENTO

SOLO

DUTODUTO

LOCALIZAÇÃO DO DUTO – PROCEDIMENTO

SOLO

DUTODUTO

LOCALIZAÇÃO DO DUTO – PROCEDIMENTO

SOLO

DUTODUTO

LOCALIZAÇÃO DO DUTO – PROCEDIMENTO

SOLO

DUTODUTO

Após a localização, posicionar o transmissor alinhado ao duto para determinar sua profundidade.

• O transmissor/gerador é conectado a um ponto do duto e a terra.

• Seleciona-se a corrente a ser aplicada ao duto:– 100, 300, 600, 1000 ou 3000 mA.

• Caminha-se sobre o duto fazendo-se leituras da corrente com o receptor, em intervalos que podem variar de 30 a 100 metros.

AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –PROCEDIMENTO

498 mA498 mA500 mA500 mA 495 mA495 mA

1000 mA1000 mA1000

1000

380 mA380 mA 378 mA378 mA500 mA500 mA

FALHA DEFALHA DEREVESTIMENTOREVESTIMENTO

RETIFICADORRETIFICADORDE PROTEDE PROTEÇÇÃOÃO

CATCATÓÓDICADICA

REGIÃO A SER PESQUISADAREGIÃO A SER PESQUISADA-- AUMENTAR O NAUMENTAR O NÚÚMERO DEMERO DE

MEDIMEDIÇÇÕES ENTRE OSÕES ENTRE OSPONTOSPONTOS

RESULTADORESULTADOTETEÓÓRICORICO

ESPERADOESPERADO

TRANSMISSORTRANSMISSOR

LEITO DELEITO DEANODOSANODOS

• Medir a corrente de teste ao longo do duto;• Calcular o valor dB/m entre os intervalos de

medição;• Representar os resultados em gráficos e

classificar as regiões conforme os valores calculados.

AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –PROCEDIMENTO

AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –GRÁFICOS

AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –CLASSIFICAÇÃO

Inferior a 0,021C (baixa)

de 0,030 a 0,021 B (média)

Maior que 0,030A (alta)

Classificação Atenuação (dB/m)

• Se a localização do duto não estiver precisa, as leituras de corrente e profundidade no receptor podem conter erros.

• Em faixa com múltiplos dutos deve-se assegurar um fluxo adequado de sinal no duto a ser inspecionado.

• Interligação subterrâneas entre dutos causam erros. Qualquer ligação deve ser realizada em pontos de teste.

AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –CUIDADOS

• Grande alcance, podendo chegar a 20 km dependendo da qualidade do revestimento;

• Prioriza as falhas do revestimento a serem reparadas (é recomendável sempre fazer a correlação com outras técnicas, como o ACVG e o PIG);

• Aplicável a dutos sujeitos a correntes de interferência.

ATENUAÇÃO DE CORRENTE – VANTAGENS

ACVG

• Localizar a falha no revestimento (avaliação quantitativa);

• Classificar cada falha;

• Priorizar as falhas a serem mitigadas.

ACVG – OBJETIVOS

• Utiliza os mesmos equipamentos da técnica Atenuação de Corrente mais :

– Suporte de contato com o solo (A-Frame);

– Equipamento para geoposicionamento - DGPS.

ACVG – EQUIPAMENTOS

Receptor e transmissor de sinais

Arco A-Frame

• A técnica ACVG (Alternating Current VoltageGradient) é também conhecida como a Avaliação Quantitativa do revestimento. Essa técnica normalmente complementa a técnica Atenuação de Corrente.

• Ela se baseia no gradiente de potencial no solo causado pela corrente CA do gerador. A localização é semelhante ao princípio de detecção de falhas pelo Método DCVG.

ACVG – CONCEITO

• Localiza-se regiões com deficiências no revestimento, por meio da Atenuação de Potencial.

• Faz-se um pente fino nestas regiões, utilizando o equipamento A-Frame, acoplado ao receptor PCM, que identifica a diferença de potencial no solo e localiza a posição exata da falha.

• A indicação da falha é dada por meio de uma seta no painel do receptor que aponta na direção da falha e faz sua graduação em decibéis (dB).

ACVG – PROCEDIMENTO

ACVG – RESULTADOS

• O resultados dessa inspeção é apresentado em valor dB do A-Frame transversal, com a graduação de cada falha individual.

• Como o valor dB transversal varia conforme a corrente ajustada no transmissor, essa leitura deve ser corrigida para um valor base de referência, por exemplo de 1000 mA.

• Essa correção recebe o nome dB corrigido.

ACVG – RESULTADOS

ACVG – CLASSIFICAÇÃO DAS FALHAS

Inferior a 50 dBD (muito baixa)

51 a 65 dBC (baixa)

66 a 80 dBB (média)

Maior que 81 dBA (alta)

Classificação A-Frame Transversal (dB corrigido)

ACVG – CUIDADOS

• Todos os cuidados com a técnica de Atenuação de Corrente (isolamento elétrico, localização do duto) também devem ser observados, uma vez que utiliza-se praticamente os mesmos equipamentos.

• Depende de um bom contato das pontas do A-frame com o solo.

ACVG – VANTAGENS

• Assim como a Atenuação de Corrente:

– Grande alcance, podendo chegar a 20 km dependendo da qualidade do revestimento;

– Complementa os resultados levantados pela técnica da Atenuação de Corrente, priorizando as falhas do revestimento a serem reparadas (é recomendável sempre fazer a correlação com outras técnicas, como o PIG);

– Aplicável a dutos sujeitos a correntes de interferência.

EXEMPLOS DE FALHAS LOCALIZADAS

FIM

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