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7/21/2019 Dutos Flexiveis e Umbilicais - 1
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UNIVERSIDADE PETROBRAS
PROGRAMA DE FORMAÇÃO
Integridade de Dutos Flexíveis eUmbilicais
Luiz Antonio SULINORH/UP/ECTEPChave: B17NRota: 822-5200 Macaé-RJ, maio de 2012.
É proibida a reprodução total ou parcial, por quaisquer meios, sem autorização por escrito da Petróleo Brasileiro S/A-Petrobras, RecursosHumanos, Universidade Petrobras. Este material foi desenvolvido para uso exclusivo em treinamento no sistema Petrobras.
Este material contém informações classificadas como Corporativas pelo RH/UP/ECTEP.
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Integridade de Dutos Flexíveis e Umbilicais Submarinos
Sumário
1. Introdução
2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
3. Tipos de Reparo
4. Inspeção
Portal GIDES – link: http://portalgides.petrobras.biz
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1. Introdução
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DutosFlexíveis
São estruturas compostas complexas.
Destinam-se a operação por longos períodos de tempo.
São susceptíveis a simples danos, que muito reduzem sua vidaútil (Ex.: dano na capa externa).
As atividades offshore são muito onerosas e, portanto, necessitamser muito bem orientadas para serem efetivas.
A Petrobras utiliza dutos flexíveis desde o início da produçãooffshore na Bacia de Campos e hoje é a maior usuária mundial delinhas flexíveis, com mais de 5300 tramos e mais de 6800km em
operação.
Por ser pioneira em águas profundas e ultraprofundas, a Petrobrasconvive com o limite da tecnologia de vários componentes dossistemas de produção offshore. Para dutos flexíveis isso não édiferente: LDAs cada vez maiores; serviços com contaminantesácidos; altas temperaturas e pressões; diâmetros cada vezmaiores; etc.
1. Introdução
4
Integridade de Dutos Flexíveis
Sustentada por dois pilares:
Inspeção (Planejamento e Controle)
Monitoramento (Implementação de Técnicas)
Não basta inspecionar e monitorar. Quando encontradas não-
conformidades é necessário atuar eficientemente no planejamento eexecução da manutenção.
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1. Introdução
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Qual o momento em que pode surgir ou ser identificada
uma falha ou defeito em um duto flexível?
-Na Fabricação;
-Nos Testes de aceitação (na fábrica, laboratório ou campo);
-No Transporte / Manuseio;
-No Carregamento no PLSV (nas bobinas ou cestas);-Na Instalação (tensionadores, pull-in);
-Na Operação (elevada carga ou temperatura, desgaste,
corrosão,etc).
1. Introdução
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2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
7• Texto retirado da Apositla de Integridade – Autor: Luiz A. LOBIANCO
2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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Marcas de Faca – Montagem do Conector
•São marcações ou ranhuras deixadas porferramentas de corte ou manuseio;
•Estes pontos são mais propícios à corrosão eàs trincas de fadiga. Montagem
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2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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Rasgo na Capa Externa
Flexível ainda na bobina.
2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
10• Texto retirado da Apresentação de aula sobre Integridade de DFs – Autor: Luiz A. LOBIANCO
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2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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Obs 1.: Comumente, não havendo ações corretivas, este dano ou falha degradada
poderá evoluir para uma falha crítica.Obs 2.: Atribuindo-se uma falha degrada ou dano à função fundamental de um item,
significa que, apesar do seu estado degradado, o item possuicapacidade de exercer esta função, em condições limitadas ou fora dospadrões desejáveis.
Obs 3.: Pode ocorrer em qualquer fase do DF (exceto na fábrica):
- Recebimento / Manuseio / Estoque
- Lançamento / Instalação
- Operação
- Desinstalação.
2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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Danos Ocorridos Durante oLançamento/Instalação
Danos na capa externa (furos, rasgos, deformações,
amassamentos, etc.), podem ocorrer em decorrência
do processo de recebimento destes dutos pelo navio
instalador nas cestas, nas passagem pelos
tensionadores, ou mesmo pelos cantos vivos
indesejáveis, que por ventura existam no caminho do
duto flexível, existentes no próprio navio de
lançamento.
Ovalização no duto flexível devido a um descontrole
no sistema de compressão das sapatas do
tensionador durante o lançamento.
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2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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Ex.: Dano na capa externa e na fita de alta
resistência do DF
Dano Ocorrido Durante aOperação
2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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Dano na Capa Externa – Tramo naBobina na Área de Recebimento,
Manuseio e Estoque
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2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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Dano por Abrasão com o Leito Marinho do Duto Flexível na Região do TDP
Devido à existência de solos agressivos no leito marinho, como formações em
carbonato de cálcio, os dutos flexíveis, na região do TDP, apresentam danos norevestimento externo (Camada Polimérica Externa).
TDP (Touch Down Point ): local onde o duto flexível, o qual está conectado à plataforma, toca ofundo do mar e é submetido a esforços de atrito com o solo marinho, induzido pelas movimentaçõesverticais e laterais da embarcação flutuante, sob ação das ondas, ventos e correntes.
TDP
2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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• Protetor Anti-Desgaste (outerwrap );
• Fixado ao duto durante a instalação.
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2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
17• Texto retirado da Apositla de Integridade – Autor: Luiz A. LOBIANCO
CRÍTICA
2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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A compressão axial induz uma torção no sentido contrário ao do enrolamento dosarames, ocorrendo um afastamento destes em relação às camadas internas.
Se a restrição ao movimento não for suficiente, grandes deslocamentos radiais são
impostos aos arames, gerando um dano plástico permanente às armaduras de traçãoe/ou capa externa da linha flexível.
Os fabricantes têm combatido este tipo de instabilidade acrescentando camadas de fitasde aramida.
Gaiola de Passarinho em duto flexível
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2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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Falha devido a Marcas de Facas nos Arames da Armadura de Tração
Este tipo de defeito é inserido nos arames quando da montagem do conector no
momento do corte da capa externa. A marca inserida é suficiente para propiciar anucleação de trincas, com sua posterior propagação até a ruptura dos arames.
2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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2. Tipos e Exemplos de Não Conformidades
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• Degradação devido à alta temperatura, BSW, pH do fluido interno e tempo deexposição.
• A camada responsável pela vedação apresenta-se fragilizada, favorecendo osurgimento de trincas.
Falha da Barreira de Pressão (Vedação) por Degradação
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Tipos de Reparo
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3. Tipos de Reparo
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3. Tipos de Reparo
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Reparo de Capa Externa
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3. Tipos de Reparo
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Reparo de Capa Externa
3. Tipos de Reparo
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• O que é uma reterminação? Quando é necessária?
Obs: Há diminuição do comprimento da linha.
Reterminação de Conector de Duto Flexível
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3. Tipos de Reparo
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• O que é uma reterminação? Quando é necessária?
Obs: Há diminuição do comprimento da linha.
Reterminação de Conector de Duto Flexível
3. Tipos de Reparo
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Conector
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3. Tipos de Reparo
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Reterminação de um duto flexívelDano próximo ao conector Início da reterminação
Montagem do conectorNovo conector
3. Tipos de Reparo
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3. Tipos de Reparo
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Após finalizar a montagem dosarames e do tubo de drenagemde anular, monta-se a capa do
conector e coloca-se a resinaepóxi.
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3. Tipos de Reparo
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Reterminação no PLSV
Após a realização do Pull out e recolhimento até o comprimento adequado,
faz-se a reterminação do duto flexível à bordo do PLSV.
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Inspeção
4. Inspeção
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Integridade de Dutos Flexíveis
Sustentada por dois pilares:
Inspeção (Planejamento e Controle)
Monitoramento (Implementação de Técnicas)
Não basta inspecionar e monitorar. Quando encontradas não-
conformidades é necessário atuar eficientemente no planejamento eexecução da manutenção.
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4. Inspeção
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Monitoramento / Inspeção
1) Na Fábrica
2) Durante Manuseio / Estoque
3) Durante Lançamento / Instalação (no barco)
4) Após o Lançamento (As Built)
5) Em Operação
4. Inspeção
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Na FábricaA inspeção e o monitoramento na fábrica é uma atividade de responsabilidade do fabricanteque pode ou não ter acompanhamento da Petrobras.
Exemplo de Monitoramento: controle contínuo da espessura do polímero através demedição por ultrasom em vários pontos ao longo do diâmetro do duto flexível, à medida quefor sendo extrudado.
Hold Points: Pontos de espera ou parada da fabricação para inspeção, por parte daPetrobras, daquela fase do processo de fabricação. Ex.: durante a montagem do conector.
FAT (Factory Acceptance Test ) – Teste de Aceitação de Fábrica:
- Teste Hidrostático;
- Teste de passagem de pig;- Teste do sistema de alívio (tramos para aplicações nas quais o fluido contenha gás);
- Testes mecânicos, Etc.
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4. Inspeção
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As duas extremidades do tramo (comconectores) são fechadas e a linha é
pressurizada.
Exemplo de FAT –TesteHidrostático na Fábrica
4. Inspeção
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Recebimento (Manuseio e Estoque)
Trata-se da inspeção que ocorre no ato do recebimento
dos dutos. Consiste em transferir, de uma bobina para
outra, o duto flexível recém chegado à base, vistoriando-opermanentemente durante esse processo de transferência.
Durante Lançamento / Instalação
Ocorre observação contínua (inspeção visual) durante olançamento, no barco, imediatamente antes do efetivolançamento do flexível no mar.
Desta forma, assim que uma não-conformidade sejaobservada, pode-se atuar para repará-la em condiçõesmelhores (no barco) do que após seu lançamento (nomar) ou mesmo substituir o trecho danificado, caso sejanecessário.
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4. Inspeção
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Durante Operação
PG-1EP-00020
“Diretrizes para Atividade de Inspeção e Monitoramento deDutos e Umbilicais Flexíveis em Operação”
Objetivo: este padrão tem por objetivo estabelecer requisitos e diretrizes para sistematizar a
utilização das melhores práticas para as atividades de monitoramento e inspeção de dutos eumbilicais flexíveis em operação, como parte de uma estratégia integrada de
gerenciamento da integridade desses equipamentos.
4. Inspeção
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PG-1EP-00020
Responsabilidades e Atribuições
As atividades de monitoramento e inspeção de flexíveis são de responsabilidade
do Ativo de Produção que os operam. Porém, a execução dessas atividades
pode ser delegada total ou parcialmente a uma terceira parte.
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4. Inspeção
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Inspeção
4. Inspeção
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Classificação dos Dutos e Umbilicais Flexíveis para fins de Inspeção
Tem o objetivo de separar os dutos e umbilicais flexíveis que apresentam diferentesgraus de criticidade devido aos riscos que representam para os aspectos de saúde,meio ambiente e operação.
Para estabelecer a freqüência de
inspeção, os dutos flexíveis foram
classificados em três grupos, em
função do tipo de aplicação e o
fluido transportado, conformemostra o quadro abaixo:
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4. Inspeção
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Técnicas de Inspeção
•Visual:
•- trechos riser (regiões emersa, imersa ZVM até -30m LDA e entre -30mLDA até conexão Riser/Flowline),•- estático (leito marinho)•- interior de I-Tube;
•Capa externa: injeção de nitrogênio no anular, inspeção na região do TDP;
•Válvulas de alívio do gás percolado (Inspeção e Monitoramento);
•Detecção de torção e deformação no topo;
•Avaliação dos anodos de sacrifício;
•Avaliação do polímero PA-11 da barreira de pressão.
4. Inspeção
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Classificação das Inspeções
A inspeção de dutos e umbilicais flexíveis é feita especificamente de acordo comos trechos a serem inspecionados:
PIDF – Procedimento de Inspeção de Duto Flexível
PIDF – 1: inspeção do trecho estático (flowline )
PIDF – 2: inspeção na região compreendida entre 30m de LDA até a conexão
riser/flowline (região imersa do duto)
PIDF – 3: Inspeção na ZVM até 30m de LDA (região imersa do duto)
PIDF – 4: Inspeção na região emersa do riser
PIDF – 5 (As Built ): Inspeção após o lançamento
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4. Inspeção
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Tipos de PIDFs x Aplicação
Tramo Flowline
Tramo Riser
Conexão Riser / flow
- 30 m LDA
PIDF- 3
PIDF- 4
PIDF- 2 PIDF- 1
4. Inspeção
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PIDF-4
PIDF-3
PIDF-2
PIDF-1
- 30 m
R/FMANIFOLD
PIDF-1
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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INSPEÇÃO E REPARO COM MERGULHO RASO
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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Trecho Emerso: uso de escaladores, com possibilidade de reparo na capa externa
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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4. Inspeção
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Periodicidade das Inspeções
4. Inspeção
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Periodicidade das Inspeções
OBS.: Quando necessário, a periodicidade de inspeção dos dutos e umbilicais
flexíveis poderá ser alterada, aumentando a freqüência de inspeção em função
dos resultados das inspeções já realizadas, como por exemplo, das
características dos danos detectados, do histórico de falha dos dutos e
umbilicais flexíveis, do tempo necessário para reparo e do risco associado às
possíveis conseqüências de falha dos flexíveis.
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Referências
1. Apostila: Integridade de Dutos Flexíveis e Umbilicais Submarinos;
2. API 17TR2
Este material foi montado a partir de diversas apostilas do CENSUB – Curso deFormação de Engenheiro de Equipamentos – Especialização em Engenharia
Submarina, as quais foram desenvolvidas por profissionais da Petrobras que
atuam nesta área.
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