Dutos Flexiveis e Umbilicais - 1

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



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

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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.



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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7• Texto retirado da Apositla de Integridade – Autor: Luiz A. LOBIANCO


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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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Rasgo na Capa Externa

Flexível ainda na bobina.


10• Texto retirado da Apresentação de aula sobre Integridade de DFs – Autor: Luiz A. LOBIANCO




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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.


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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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Ex.: Dano na capa externa e na fita de alta

resistência do DF

Dano Ocorrido Durante aOperação


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Dano na Capa Externa – Tramo naBobina na Área de Recebimento,

Manuseio e Estoque




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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


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• Protetor Anti-Desgaste (outerwrap );

• Fixado ao duto durante a instalação.




17• Texto retirado da Apositla de Integridade – Autor: Luiz A. LOBIANCO

CRÍTICA


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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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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.


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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



3. Tipos de Reparo

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3. Tipos de Reparo

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Reparo de Capa Externa



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



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



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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1 2

6 4

3

7

5



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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8

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.



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.



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.



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.



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:



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



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



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



4. Inspeção

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4. Inspeção

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Trecho Emerso: uso de escaladores, com possibilidade de reparo na capa externa



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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