PROTEÇÃO CATÓDICA.pdf

Engº ALEXANDRE MARCHON REDDO

PROTEÇÃO CATÓDICAPROTEÇÃO CATÓDICAPROTEÇÃO CATÓDICAPROTEÇÃO CATÓDICA

1 PROTEÇÃO CATÓDICA - .

E N Gº A L E X A N D R E M A R C H O N R E D D O





ÍNDICE:

1 - INTRODUÇÃO....................................................................................................... 2 - PRINCÍPIOS BÁSICOS............................. ............................................................ 3 - MECANISMO DE FUNCIONAMENTO..................... ............................................. 4 - SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA.................. ............................................ 5 - ESCOLHA DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA........ ............................... 6- LEVANTAMENTO DE CAMPO.......................... ................................................... 7 - DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDIC A................... 8 - INSPEÇÕES EM SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA..... ............................ 9 - APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DAS NORMA PETROBRAS RELA CIONADAS À PROTEÇÃO CATÓDICA........................... ......................................................... 10 - EXEMPLO PRÁTICOS/ EXERCÍCIOS.................. ..............................................

PG.03 PG.04 PG.16 PG.17 PG.33 PG.34 PG.44 PG.53 PG.63 PG.64





1.0- INTRODUÇÃO

A PROTEÇÃO CATÓDICA É UMA TÉCNICA QUE ESTÁ SENDO APLICADA COM SUCESSO NO MUNDO INTEIRO, E CADA VEZ MAIS NO BRASIL, PARA COMBATER A CORROSÃO DAS INSTALAÇÕES METÁLICAS ENTERRADAS, SUBMERSAS E EM CONTATO COM ELETRÓLITOS. SEU CONHECIMENTO TORNA-SE CADA VEZ MAIS NECESSÁRIO AOS ENGENHEIROS E TÉCNICOS, DE UM MODO GERAL, DEVIDO Á CONSTRUÇÃO CADA VEZ MAIOR DE GASODUTOS, OLEODUTOS, TUBULAÇÕES QUE TRANSPORTAM DERIVADOS DE PETRÓLEO E PRODUTOS QUÍMICOS, ADUTORAS, MINERODUTOS, PLATAFORMAS DE EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO, EMISSÁRIOS SUBMARINOS, TERMINAIS MARÍTIMOS, NAVIOS, ETC. COM A UTILIZAÇÃO DE PROTEÇÃO CATÓDICA, CONSEGUE-SE MANTER ESSAS INSTALAÇÕES METÁLICAS COMPLETAMENTE LIVRES DA CORROSÃO POR TEMPO INDETERMINADO, MESMO QUE NÃO SEJA APLICADO SOBRE SUAS SUPERFÍCIES NENHUM TIPO DE REVESTIMENTO ANTICORROSIVO E QUE AS CONDIÇÕES DO MEIO SEJAM EXTREMAMENTE SEVERAS. A GRANDE VIRTUDE DESTA TÉCNICA É PERMITIR O CONTROLE SEGURO DA CORROSÃO EM INSTALAÇÕES QUE, POR ESTAREM ENTERRADAS OU IMERSAS, NÃO PODEM SER INSPECIONADAS OU REVESTIDAS PERIODICAMENTE, COMO ACONTECE COM ESTRUTURAS METÁLICAS AÉREAS. EMBORA ESTA TÉCNICA POSSA SER UTILIZADA SOBRE SUPERFÍCIES METÁLICAS SEM QUALQUER ESPÉCIE DE REVESTIMENTO, SUA APLICAÇÃO TORNA-SE EXTREMAMENTE ECONÔMICA E MAIS SIMPLES QUANDO AS SUPERFÍCIES A PROTEGER SÃO PREVIAMENTE REVESTIDAS. SUA FINALIDADE, NESTE CASO, CONSISTE EM COMPLEMENTAR A AÇÃO PROTETORA DOS REVESTIMENTOS, OS QUAIS, POR SUA VEZ SEMPRE PODEM CONTER DESCONTINUIDADES, TORNANDO-SE INEFICAZES COM O PASSAR DO TEMPO.





2.0 PRINCÍPIOS BÁSICOS 2.1 ELETRICIDADE - CONCEITOS BÁSICOS UMA DIFERENÇA DE POTENCIAL (Vab) APLICADA NAS EXTREMIDADES DE UM CONDUTOR ELÉTRICO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA (R) FAZ SURGIR UMA CORRENTE ELÉTRICA (I). ESSA CORRENTE ELÉTRICA É IGUAL À RELAÇÃO ENTRE ESSA DIFERENÇA DE POTENCIAL E A RESISTÊNCIA ELÉTRICA. ( I = Vab/R OU Vab = R x I ). O SENTIDO DA CORRENTE ELÉTRICA CONVENCIONADA DESDE OS PRIMÓRDIOS DOS ESTUDOS DA ELETRICIDADE É OPOSTO AO SENTIDO DOS ELÉTRONS LIVRES NO MEIO CONDUTOR.

- +

Va - Vb = Vab Vab = R x i

Va

I

Vb

e

Vab

R

+

- I





2.2 TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA

MAIS USUAL EM INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS,

COMERCIAIS E RESIDENCIAIS

BATERIAS E PILHAS

GERADA A PARTIR DA RETIFICAÇÃO DA CORRENTE

ALTERNADA





2.3 PROCESSOS DE CORROSÃO

A CORROSÃO CONSISTE NA DETERIORAÇÃO DOS MATERIAIS PELA AÇÃO QUÍMICA OU ELETROQUÍMICA DO MEIO, PODENDO ESTAR OU NÃO ASSOCIADO A ESFORÇOS MECÂNICOS. AO SE CONSIDERAR O EMPREGO DE MATERIAIS NA CONSTRUÇÃO DE EQUIPAMENTOS OU INSTALAÇÕES É NECESSÁRIO QUE ESTES RESISTAM À AÇÃO DO MEIO CORROSIVO, ALÉM DE APRESENTAR PROPRIEDADES MECÂNICAS SUFICIENTES E CARACTERÍSTICAS DE FABRICAÇÃO ADEQUADAS. A CORROSÃO PODE INCIDIR SOBRE DIVERSOS TIPOS DE MATERIAIS, SEJAM METÁLICOS COMO OS AÇOS OU AS LIGAS DE COBRE, POR EXEMPLO, OU NÃO METÁLICOS, COMO PLÁSTICOS, CERÂMICAS OU CONCRETO. A ÊNFASE AQUI DESCRITA SERÁ SOBRE A CORROSÃO DOS MATERIAIS METÁLICOS. ESTA CORROSÃO É DENOMINADA CORROSÃO METÁLICA. DEPENDENDO DO TIPO DE AÇÃO DO MEIO CORROSIVO SOBRE O MATERIAL, OS PROCESSOS CORROSIVOS PODEM SER CLASSIFICADOS EM DOIS GRANDES GRUPOS, ABRANGENDO TODOS OS CASOS DETERIORAÇÃO POR CORROSÃO:

- CORROSÃO ELETROQUÍMICA - CORROSÃO QUÍMICA.

OS PROCESSOS DE CORROSÃO ELETROQUÍMICA SÃO MAIS FREQÜENTES NA NATUREZA E SE CARACTERIZAM BASICAMENTE POR:

NECESSARIAMENTE NA PRESENÇA DE ÁGUA NO ESTADO LÍQUIDO;

TEMPERATURAS ABAIXO DO PONTO DE ORVALHO DA ÁGUA, SENDO A GRANDE MAIORIA NA TEMPERATURA AMBIENTE;

FORMAÇÃO DE UMA PILHA OU CÉLULA DE CORROSÃO, COM A CIRCULAÇÃO DE ELÉTRONS NA SUPERFÍCIE METÁLICA.

EM FACE DA NECESSIDADE DO ELETRÓLITO CONTER ÁGUA LÍQUIDA, A CORROSÃO ELETROQUÍMICA É TAMBÉM DENOMINADA CORROSÃO EM MEIO AQUOSO. NOS PROCESSOS DE CORROSÃO, OS METAIS REAGEM COM OS ELEMENTOS NÃO METÁLICOS PRESENTES NO MEIO, O2, S, H2S, CO2 ENTRE OUTROS, PRODUZINDO COMPOSTOS SEMELHANTES AOS ENCONTRADOS NA NATUREZA, DOS QUAIS FORAM EXTRAÍDOS. CONCLUI-SE, PORTANTO, QUE NESTES CASOS A CORROSÃO CORRESPONDE AO INVERSO DOS PROCESSOS METALÚRGICOS,





2.3.1 AS DIFERENTES FORMAS (OU TIPOS DE CORROSÃO) OU TIPOS DE CORROSÃO PODEM SER APRESENTADOS CONSIDERANDO-SE A APARÊNCIA OU FORMA DE ATAQUE, BEM COMO AS DIFERENTES CAUSAS DA CORROSÃO E SEUS MECANISMOS. ASSIM, PODE TER-SE CORROSÃO SEGUNDO: – A MORFOLOGIA : UNIFORME, POR PLACAS, ALVEOLAR, PUNTIFORME OU POR PITE, INTERGRANULAR (OU INTERCRISTALINA), INTRAGRANULAR (OU TRANSGULAR OU TRANSCRISTALINA), FILIFORME, POR ESFOLIAÇÃO, GRAFÍTICA, DESINCIFICAÇÃO, EM TORNO DO CORDÃO DE SOLDA E EMPOLAMENTO PELO HIDROGÊNIO; – AS CAUSAS OU MECANISMOS : POR AERAÇÃO DIFERENCIAL, ELETROLÍTICA OU POR CORRENTES DE FUGA, GALVÂNICA, ASSOCIADA A SOLICITAÇÕES MECÂNICAS (CORROSÃO SOB TENSÃO FRATURANTE), EM TORNO DE CORDÃO DE SOLDA, SELETIVA (GRAFÍTICA E DESINCIFICAÇÃO), EMPOLAMENTO OU FRAGILIZAÇÃO PELO HIDROGÊNIO; – OS FATORES MECÂNICOS : SOB TENSÃO, SOB FADIGA, POR ATRITO, ASSOCIADA À EROSÃO; – O MEIO CORROSIVO: ATMOSFÉRICA, PELO SOLO, INDUZIDA POR MICRORGANISMOS, PELA ÁGUA DO MAR, POR SAIS FUNDIDOS, ETC.; – A LOCALIZAÇÃO DO ATAQUE : POR PITE, UNIFORME, INTERGRANULAR, TRANGRANULAR, ETC. A CARACTERÍSTICA DA FORMA DE CORROSÃO AUXILIA BASTANTE NO ESCLARECIMENTO DO MECANISMO E NA APLICAÇÃO DE MEDIDAS ADEQUADAS DE PROTEÇÃO, DAÍ SEREM APRESENTADAS A SEGUIR AS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS DAS DIFERENTES FORMAS DE CORROSÃO: – UNIFORME; – POR PLACAS; – ALVEOLAR; – PUNTIFORME OU POR PITE; – INTERGRANULAR (OU INTERCRISTALINA); – INTRAGRANULAR (OU TRANSGRANULAR OU TRANSCRISTALINA); – FILIFORME; – POR ESFOLIAÇÃO; – GRAFÍTICA; – DESINCIFICAÇÃO; – EMPOLAMENTO PELO HIDROGÊNIO; – EM TORNO DE CORDÃO DE SOLDA.

2.3.1.1 CORROSÃO UNIFORME A CORROSÃO UNIFORME PROCESSA-SE EM TODA A EXTENSÃO DA SUPERFÍCIE (FIGURA 1B), DE MODO A OCORRER PERDA UNIFORME DE ESPESSURA. É CHAMADA, POR ALGUNS, DE CORROSÃO GENERALIZADA , MAS ESTA TERMINOLOGIA NÃO DEVE SER USADA SÓ PARA CORROSÃO UNIFORME, POIS É POSSÍVEL TER, TAMBÉM, CORROSÃO POR PITE OU ALVEOLAR GENERALIZADAS, ISTO É, EM TODA A EXTENSÃO DA SUPERFÍCIE CORROÍDA. É A FORMA DE CORROSÃO MAIS SIMPLES DE MEDIR, ALÉM DE SER POSSÍVEL EVITAR FALHAS REPENTINAS ATRAVÉS DE UMA INSPEÇÃO REGULAR.





FIGURA 1 - CORROSÃO UNIFORME

2.3.1.2 CORROSÃO EM PLACAS A CORROSÃO LOCALIZA-SE EM REGIÕES DA SUPERFÍCIE METÁLICA E NÃO EM TODA SUA EXTENSÃO, ENTÃO SE FORMAM PLACAS COM ESCAVAÇÕES (FIGURA 2).

2.3.1.3 CORROSÃO ALVEOLAR OU POR PITES

A CORROSÃO PROCESSA-SE EM PONTOS OU EM PEQUENAS ÁREAS LOCALIZADAS NA SUPERFÍCIE METÁLICA PRODUZINDO PITES (FIGURAS 1E E 5), QUE SÃO CAVIDADES QUE APRESENTAM O FUNDO EM FORMA ANGULOSA E PROFUNDIDADE, GERALMENTE, MAIOR DO QUE O SEU DIÂMETRO. A FORMA DA CAVIDADE É, COM FREQÜÊNCIA, RESPONSÁVEL POR SEU CRESCIMENTO CONTÍNUO. O PITTING É UMA DAS FORMAS MAIS DESTRUTIVAS E INSIDIOSAS DE CORROSÃO. CAUSA A PERFURAÇÃO DE EQUIPAMENTOS, COM APENAS UMA PEQUENA PERDA PERCENTUAL DE PESO DE TODA A ESTRUTURA. É, GERALMENTE, DIFÍCIL DE DETECTAR PELAS SUAS PEQUENAS DIMENSÕES E PORQUE OS PITES SÃO, FREQÜENTEMENTE, ESCONDIDOS PELOS PRODUTOS DE CORROSÃO. OS AÇOS, QUANDO EM AMBIENTES AGRESSIVOS CONTENDO CLORETOS, SOFREM CORROSÃO POR PITTING.





FIGURA 3 - CORROSÃO ALVEOLAR (V ISTA FRONTAL E LATERAL DO ALVÉOLO) 2.3.1.4 CORROSÃO INTERGRANULAR QUANDO UM METAL POLICRISTALINO É CORROÍDO, NORMALMENTE, A CORROSÃO É UNIFORME, POIS, GERALMENTE, OS CONTORNOS DE GRÃO SÃO APENAS LIGEIRAMENTE MAIS REATIVOS QUE O INTERIOR DOS GRÃOS. CONTUDO, SOB CERTAS CONDIÇÕES, OS CONTORNOS DE GRÃO TORNAM-SE MUITO REATIVOS E OCORRE UMA CORROSÃO ENTRE OS GRÃOS DA REDE CRISTALINA DO MATERIAL METÁLICO (FIGURAS F1 E 6). ESTE PERDE SUAS PROPRIEDADES MECÂNICAS, EM FUNÇÃO DA CORROSÃO SOB TENSÃO FRATURANTE (STRESS CORROSION CRACKING – SCC). A CORROSÃO INTERGRANULAR PODE SER PROVOCADA POR IMPUREZAS NOS CONTORNOS DE GRÃO, AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE UM DOS ELEMENTOS DE LIGA OU REDUÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE UM DESTES ELEMENTOS NA REGIÃO DOS CONTORNOS DE GRÃO. EXEMPLO CLÁSSICO É A REDUÇÃO SUBSTANCIAL DO TEOR DE CROMO NA REGIÃO DOS CONTORNOS DE GRÃO DOS AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS PELA PRECIPITAÇÃO DE CARBONETO DE CROMO. ESTE PROBLEMA SERÁ ABORDADO COM MAIS DETALHE NO TÓPICO SOBRE AÇOS INOXIDÁVEIS.

FIGURA 3 - CORROSÃO INTERGRANULAR





2.3.1.5 CORROSÃO GRAFÍTICA A CORROSÃO EVIDENCIA-SE NO FERRO FUNDIDO CINZENTO EM TEMPERATURA AMBIENTE. O FERRO METÁLICO É CONVERTIDO EM PRODUTOS DE CORROSÃO, ENQUANTO A GRAFITE PERMANECE INTACTA. OBSERVA- SE QUE A ÁREA CORROÍDA FICA COM ASPECTO ESCURO, CARACTERÍSTICO DA GRAFITE, E ESTA PODE SER FACILMENTE RETIRADA COM ESPÁTULA. QUANDO A GRAFITE É COLOCADA SOBRE PAPEL BRANCO E ATRITANDO-A, OBSERVA-SE A FORMAÇÃO DE RISCO PRETO CARACTERÍSTICO.

2.3.1.6 CORROSÃO EM TORNO DO CORDÃO DE SOLDA FORMA DE CORROSÃO QUE SE OBSERVA EM TORNO DE CORDÃO DE SOLDA (FIGURAS 13). OCORRE EM AÇOS INOXIDÁVEIS NÃO-ESTABILIZADOS OU COM TEORES DE CARBONO MAIORES QUE 0,03%. A CORROSÃO É EVIDENCIADA INTERGRANULARMENTE.

2.3.1.5 CORROSÃO GALVÂNICA A CORROSÃO GALVÂNICA PODE OCORRER QUANDO DOIS METAIS DIFERENTES EM CONTATO SÃO EXPOSTOS A UMA SOLUÇÃO CONDUTORA (FIGURA 14). COMO EXISTE UMA DIFERENÇA DE POTENCIAL ENTRE METAIS DIFERENTES, ESTA SERVIRÁ COMO FORÇA IMPULSORA PARA A PASSAGEM DE UMA CORRENTE ELÉTRICA ATRAVÉS DA SOLUÇÃO. DAÍ RESULTARÁ A CORROSÃO DO METAL MENOS RESISTENTE, ISTO É, O METAL MENOS RESISTENTE TORNA-SE ANÓDICO E O MAIS RESISTENTE TORNA-SE CATÓDICO.





QUANTO MAIOR A DIFERENÇA DE POTENCIAL, MAIOR A PROBABILIDADE DE CORROSÃO GALVÂNICA. AS ÁREAS RELATIVAS DOS DOIS METAIS SÃO TAMBÉM IMPORTANTES. SE A ÁREA DO METAL ANÓDICO É BEM MENOR, COMPARADA COM A DO METAL CATÓDICO, A CORROSÃO DO METAL ANÓDICO SERÁ BASTANTE ACELERADA. PARA COMBATER OU MINIMIZAR A CORROSÃO GALVÂNICA, RECOMENDA-SE UMA OU MAIS DAS SEGUINTES MEDIDAS: – ESCOLHER COMBINAÇÕES DE METAIS TÃO PRÓXIMOS QUANTO POSSÍVEL NA SÉRIE GALVÂNICA; – EVITAR O EFEITO DE ÁREA (ÂNODO PEQUENO E CÁTODO GRANDE); – SEMPRE QUE POSSÍVEL ISOLAR METAIS DIFERENTES, DE FORMA COMPLETA; – APLICAR REVESTIMENTO COM PRECAUÇÃO; – ADICIONAR INIBIDORES, PARA ATENUAR A AGRESSIVIDADE DO MEIO CORROSIVO; – EVITAR JUNTAS ROSQUEADAS PARA MATERIAIS MUITO AFASTADOS NA SÉRIE GALVÂNICA; – PROJETAR COMPONENTES ANÓDICOS FACILMENTE SUBSTITUÍVEIS OU COM ESPESSURA BEM MAIOR.





2.4 PRINCIPAIS TIPOS DE CORROSÃO QUE AFETAM ESTRUTU RAS ENTERRADAS OU SUBMERSAS O PRESENTE CAPÍTULO ANALISA OS PRINCIPAIS TIPOS DE CORROSÃO A QUE ESTÃO SUJEITAS AS INSTALAÇÕES METÁLICAS ENTERRADAS OU SUBMERSAS, TAIS COMO TUBULAÇÕES (OLEODUTOS, GASODUTOS, MINERODUTOS, ADUTORAS, LINHAS ENTERRADAS EM UNIDADES INDUSTRIAIS, EMISSÁRIOS SUBMARINOS), PIERS DE ATRACAÇÃO, BASES DE TANQUES DE ARMAZENAMENTO, NAVIOS, CAMISAS METÁLICAS DE POÇOS, CABOS TELEFÔNICOS, REDES DE INCÊNDIO, ARMADURAS DE AÇO DE CONCRETO E MUITAS OUTRAS, LARGAMENTE UTILIZADAS EM OBRAS DE ENGENHARIA. O CONHECIMENTO DOS PROCESSOS CORROSIVOS QUE ATACAM ESSAS INSTALAÇÕES DE EXTREMA IMPORTÂNCIA, NÃO SÓ PELO PATRIMÔNIO VALIOSO QUE ELAS REPRESENTAM PARA AS INDÚSTRIAS, EMPRESAS DE GÁS, DE PETRÓLEO, DE MINERAÇÃO, PETROQUÍMICAS, ESTALEIROS, ARMADORES E COMPANHIAS DE SANEAMENTO E ÁGUAS, MAS TAMBÉM PARA O ESTUDO ADEQUADO E PERFEITA APLICAÇÃO DAS TÉCNICAS DE COMBATE À CORROSÃO PARA ESSES CASOS, TAIS COMO A APLICAÇÃO DOS REVESTIMENTOS PROTETORES E DA PROTEÇÃO CATÓDICA. 2.4.1 COMO A CORROSÃO SE PROCESSA A CORROSÃO É, NA GRANDE MAIORIA DOS CASOS, FRUTO DE UMA REAÇÃO ELETROQUÍMICA QUE ENVOLVE METAIS E UM ELETRÓLITO, COMPOSTO, DE UM MODO GERAL, DE SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS E ÁGUA, AS QUAIS SE COMBINAM FORMANDO PILHAS CAPAZES DE GERAR UMA CORRENTE ELÉTRICA. OS SOLOS, POR MAIS SECOS QUE PAREÇAM, SEMPRE CONTÊM ÁGUA E FUNCIONAM, NORMALMENTE, COMO EXCELENTES ELETRÓLITOS PARA A PASSAGEM DESSA CORRENTE. QUANDO UMA TUBULAÇÃO DE AÇO OU DE FERRO É ENTERRADA, ELA FICA SOB A AÇÃO DE PROCESSOS CORROSIVOS, OU PILHAS DE CORROSÃO, QUE PODEM SER CAUSADOS POR:

CONTATOS ELÉTRICOS ENTRE DOIS METAIS DIFERENTES; HETEROGENEIDADES DO AÇO OU DO FERRO; HETEROGENEIDADES DO SOLO; ELETRÓLISE CAUSADA POR CORRENTES ELÉTRICAS DE FUGA ORIUNDAS

DE FONTES EXTERNAS DE FORÇA ELETROMOTRIZ (COMO OS GERADORES DE CORRENTE CONTÍNUA DAS ESTRADAS DE FERRO

ELETRIFICADAS) OU; PELA COMBINAÇÃO DE ALGUNS OU DE TODOS ESSES FATORES ATUANDO

AO MESMO TEMPO, COMO ACONTECE NA MAIORIA DAS VEZES. EM CASOS ESPECIAIS, MENOS COMUNS, UMA TUBULAÇÃO ENTERRADA PODE SER ATACADA TAMBÉM PELA CORROSÃO RESULTANTE DA AÇÃO DE CERTOS TIPOS DE BACTÉRIAS. ANALISEMOS CADA UMA DESSAS CONDIÇÕES SEPARADAMENTE. 2.4.1.1 CONTATO ELÉTRICO ENTRE DOIS METAIS DIFEREN TES SE QUALQUER DOS METAIS UTILIZADOS NORMALMENTE EM INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS É COLOCADO EM CONTATO COM O SOLO, EXISTE UMA DIFERENÇA DE POTENCIAL ENTRE ESSE METAL E O SOLO. ESSA DIFERENÇA DE POTENCIAL, CHAMADA NORMALMENTE DE POTENCIAL NATURAL, PODE SER MEDIDA COM FACILIDADE POR MEIO DE UM VOLTÍMETRO E DE UM ELETRODO DE REFERÊNCIA, TAL COMO O ELETRODO DE COBRE/SULFATO DE COBRE (CU/CUSO4), UTILIZADO NA PRÁTICA.





PARA UM DETERMINADO TIPO DE SOLO CADA METAL APRESENTA UM POTENCIAL DIFERENTE, DE ACORDO COM A TABELA ANEXA, CONHECIDA COMO SÉRIE GALVÂNICA PRÁTICA.

QUANDO, POR EXEMPLO, UMA HASTE DE MAGNÉSIO É ENTERRADA NO SOLO E LIGADA ELETRICAMENTE A UM TUBO DE AÇO TAMBÉM ENTERRADO, A DIFERENÇA DE POTENCIAL QUE EXISTE ENTRE O MAGNÉSIO E O AÇO (1,0 V, APROXIMADAMENTE) PRODUZIRÁ UM FLUXO DE CORRENTE ENTRE O MAGNÉSIO, O SOLO, O AÇO E O CONDUTOR ELÉTRICO. O SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE SE ESTABELECE SEMPRE A PARTIR DO METAL DE POTENCIAL MAIS NEGATIVO, ATRAVÉS DO SOLO, PARA O METAL DE POTENCIAL MENOS NEGATIVO (O MOVIMENTO DE ELÉTRONS SE PROCESSA EM SENTIDO INVERSO), FORMANDO ASSIM A CHAMADA PILHA DE CORROSÃO GALVÂNICA. QUANDO ISSO ACONTECE, O METAL QUE LIBERA CORRENTE PARA O SOLO SE CORRÓE, ADQUIRINDO COMPORTAMENTO ANÓDICO, SENDO CHAMADO DE ANODO E O METAL QUE RECEBE A CORRENTE DO SOLO FICA PROTEGIDO, ADQUIRINDO COMPORTAMENTO CATÓDICO, SENDO INTITULADO DE CATODO DA PILHA FORMADA. ESSA PROPRIEDADE DOS METAIS É UTILIZADA PARA O COMBATE À CORROSÃO DE UMA ESTRUTURA DE AÇO ENTERRADA OU SUBMERSA E ESSA TÉCNICA RECEBE O NOME DE PROTEÇÃO CATÓDICA, COMO VEREMOS MAIS ADIANTE. COM BASE NESSE RACIOCÍNIO, EXTREMAMENTE SIMPLES, CONCLUÍMOS FACILMENTE QUE DEVEMOS EVITAR, SEMPRE QUE POSSÍVEL, O CONTATO ELÉTRICO ENTRE METAIS DISSIMILARES, NA CONSTRUÇÃO DE INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS, PRINCIPALMENTE QUANDO AS ESTRUTURAS METÁLICAS SÃO ENTERRADAS OU SUBMERSAS. A CORROSÃO QUE SE PROCESSA EM TUBOS DE FERRO FUNDIDO ENTERRADOS OU SUBMERSOS, CHAMADA DE CORROSÃO GRAFÍTICA, RESULTA DA AÇÃO, TAMBÉM, DE UMA PILHA GALVÂNICA SEMELHANTE ÀS MOSTRADAS ACIMA.





O FERRO SE CORRÓE EM BENEFÍCIO DA GRAFITE EXISTENTE NA MATRIZ FUNDIDA, E O TUBO MANTÉM SUA FORMA E SUAS DIMENSÕES ORIGINAIS, MAS PERDENDO SUAS PROPRIEDADES MECÂNICAS, JÁ QUE SÓ RESTARÁ A MASSA DE GRAFITE. 2.4.1.2 HETEROGENEIDADES DO AÇO OS AÇOS, LARGAMENTE UTILIZADOS EM INSTALAÇÕES ENTERRADAS E SUBMERSAS, NÃO SÃO HOMOGÊNEOS, POSSUINDO INCLUSÕES NÃO METÁLICAS, VARIAÇÕES DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA E TENSÕES INTERNAS DIFERENTES RESULTANTES DOS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO E DE SOLDAGEM. ESSAS VARIAÇÕES FAZEM COM QUE AS SUPERFÍCIES DO AÇO SE COMPORTEM COMO SE FOSSEM CONSTITUÍDAS DE MATERIAIS METÁLICOS DIFERENTES. AS PILHAS DE CORROSÃO, FORMADAS AO LONGO DA SUPERFÍCIE DO AÇO, TANTO PODEM SER MICROSCÓPICAS COMO MACROSCÓPICAS E A INTENSIDADE DO PROCESSO CORROSIVO DEPENDERÁ, COMO NO CASO ANTERIOR, DA MAGNITUDE DA DIFERENÇA DE POTENCIAL QUE SE ESTABELECE NAS PILHAS FORMADAS. O ATAQUE CORROSIVO PODE SER GENERALIZADO, PORÉM NUNCA UNIFORME E A SUPERFÍCIE CORROÍDA APRESENTA IRREGULARIDADES COM ASPECTO RUGOSO, RESULTANTE DA ALTERNÂNCIA DAS ÁREAS ANÓDICAS E CATÓDICAS, SENDO COMUM INCIDIR EM ZONAS PREFERENCIAIS, COM O DESENVOLVIMENTO DE ALVÉOLOS MAIS PROFUNDOS, PODENDO PERFURAR A PAREDE METÁLICA. 2.4.1.3 HETEROGENEIDADES DO SOLO OS SOLOS POSSUEM HETEROGENEIDADES QUE, EM CONJUNTO COM AS HETEROGENEIDADES DO AÇO, AGRAVAM OS PROBLEMAS DE CORROSÃO, UMA VEZ QUE TAIS VARIAÇÕES (RESISTIVIDADE ELÉTRICA, GRAU DE AERAÇÃO, COMPOSIÇÃO QUÍMICA, GRAU DE UMIDADE E OUTRAS) DÃO ORIGEM, TAMBÉM, A PILHAS DE CORROSÃO NAS SUPERFÍCIES DOS MATERIAIS NELES ENTERRADOS. AS VARIAÇÕES DA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO SOLO, SEMPRE PRESENTES AO LONGO DAS INSTALAÇÕES ENTERRADAS, SÃO AS QUE PRODUZEM AS MAIS SEVERAS PILHAS DE CORROSÃO NAQUELAS ESTRUTURAS. A RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO SOLO OU DA ÁGUA É UM DOS FATORES MAIS IMPORTANTES NO PROCESSO CORROSIVO DOS METAIS ENTERRADOS OU SUBMERSOS, SENDO QUE, QUANTO MAIS BAIXO O SEU VALOR, MAIS FACILMENTE FUNCIONAM AS PILHAS DE CORROSÃO E MAIS SEVERO É O PROCESSO CORROSIVO. ACONTECE FREQÜENTEMENTE QUE, EMBORA UMA TUBULAÇÃO SEJA CONSTRUÍDA AO LONGO DE UMA FAIXA DE ALTA RESISTIVIDADE ELÉTRICA (QUE NOS LEVARIA, INADVERTIDAMENTE, EM PENSAR NA OCORRÊNCIA DE CORROSÃO SUAVE), ELA ATRAVESSA ALGUNS LOCAIS DE RESISTIVIDADE ELÉTRICA MAIS BAIXA, SENDO ENTÃO SEVERAMENTE CORROÍDA DEVIDO AO APARECIMENTO DAS CHAMADAS MACRO-PILHAS DE CORROSÃO, ONDE OS TRECHOS EM CONTATO COM OS SOLOS DE MAIS BAIXA RESISTIVIDADE FUNCIONAM COMO ÁREAS ANÓDICAS SEVERAS, CORROENDO-SE EM BENEFÍCIO DOS TRECHOS EM CONTATO COM AS RESISTIVIDADES MAIS ALTAS. OUTRO ASPECTO QUE CONTRIBUI PARA O AGRAVAMENTO DA CORROSÃO DAS TUBULAÇÕES ENTERRADAS, PRINCIPALMENTE AS DE GRANDE DIÂMETRO É O FATO DE HAVER VARIAÇÕES NO GRAU DE AERAÇÃO DOS SOLOS, A PILHA FORMADA NESSES CASOS RECEBE O NOME DE PILHA DE AERAÇÃO DIFERENCIAL, COM CORROSÃO ACENTUADA NAS REGIÕES MAIS POBRES EM OXIGÊNIO, QUE SE COMPORTAM COMO ÁREAS ANÓDICAS, EM BENEFÍCIO DAS REGIÕES MAIS AERADAS.





2.4.1.4 CORROSÃO ELETROLÍTICA A CORROSÃO ELETROLÍTICA É UM PROBLEMA EXTREMAMENTE GRAVE QUE, ACELERANDO OS PROCESSOS ACIMA CITADOS, AFLIGEM AS COMPANHIAS PROPRIETÁRIAS DE TUBULAÇÕES METÁLICAS ENTERRADAS OU SUBMERSAS. ESSE TIPO DE CORROSÃO É CONSEQÜÊNCIA DA EXISTÊNCIA DE CORRENTES ELÉTRICAS ESTRANHAS (CORRENTE CONTÍNUA) NO SOLO EM QUE PASSA A TUBULAÇÃO. ESSAS CORRENTES, CUJA EXISTÊNCIA INDEPENDE DE QUAISQUER DISSIMILARIDADES DOS MATERIAIS METÁLICOS, DOS SOLOS OU DAS ÁGUAS, PODEM SER ORIUNDAS DE VÁRIAS FONTES, SENDO AS MAIS DANOSAS E COMUNS, NA PRÁTICA, AS PROVENIENTES DAS FERROVIAS ELETRIFICADAS EM CORRENTE CONTÍNUA. NESSES CASOS, A PARTE DA TUBULAÇÃO QUE É CORROÍDA FUNCIONA COMO ANODO ATIVO DE UMA CUBA ELETROLÍTICA, RIGOROSAMENTE DE ACORDO COM A LEI DE FARADAY DA ELETRÓLISE, ONDE O PESO TEÓRICO DO MATERIAL METÁLICO DESTRUÍDO É PROPORCIONAL À INTENSIDADE DE CORRENTE (AMPÉRES), AO TEMPO DE DESCARGA PARA O SOLO (SEGUNDOS) E AO EQUIVALENTE ELETROQUÍMICO DO METAL EM CAUSA (GRAMAS/COULOMB). 2.4.1.5 MATERIAL PARA GASODUTO E OLEODUTO API 5LX - ESPECIFICAÇÃO PARA TUBOS COM OU SEM COSTURA, DE AÇOS-CARBONO DE ALTA RESISTÊNCIA, ESPECIAIS PARA OLEODUTOS E GASODUTOS, ABRANGENDO OS SEIS SEGUINTES GRAUS DE MATERIAL, COM OS RESPECTIVOS VALORES MÍNIMOS DOS LIMITES DE RESISTÊNCIA E DE ESCOAMENTO:





2.5 PROTEÇÃO COM BASE CINÉTICA

MUDANÇA DE UMA DAS TAXAS DE REAÇÃO (CATÓDICA OU ANÓDICA) DE MANEIRA QUE SEU PONTO DE INTERSEÇÃO FIQUE COM UMA MENOR DENSIDADE DE CORRENTE, LOGO A TAXA DE CORROSÃO SERÁ REDUZIDA

2.6 PROTEÇÃO COM BASE TERMODINÂMICA QUANDO UM POTENCIAL EXTERNO É APLICADO NA ESTRUTURA DE FORMA QUE O METAL SE TORNA ESTÁVEL COM RESPEITO À CONCENTRAÇÃO DO ÍON METÁLICO NA FASE AQUOSA EM QUE ELE ESTÁ EM CONTATO.

3.0 MECANISMO DE FUNCIONAMENTO DA PROTEÇÃO CATÓDICA

O MECANISMO DE FUNCIONAMENTO DA PROTEÇÃO CATÓDICA É EXTREMAMENTE SIMPLES, EMBORA A SUA APLICAÇÃO, NA PRÁTICA, EXIJA BASTANTE EXPERIÊNCIA POR PARTE DO PROJETISTA E DO INSTALADOR DO SISTEMA.

O PROCESSO CORROSIVO DE UMA ESTRUTURA METÁLICA ENTERRADA OU SUBMERSA SE CARACTERIZA SEMPRE PELO APARECIMENTO DE ÁREAS ANÓDICAS E CATÓDICAS NA SUPERFÍCIE DO MATERIAL METÁLICO, COM A CONSEQÜÊNCIA DA OCORRÊNCIA DE UM FLUXO DE CORRENTE ELÉTRICA NO SENTIDO CONVENCIONAL, DAS ÁREAS ANÓDICAS PARA AS ÁREAS CATÓDICAS ATRAVÉS DO ELETRÓLITO, SENDO O RETORNO DESSA CORRENTE ELÉTRICA REALIZADO POR INTERMÉDIO DO CONTATO METÁLICO ENTRE ESSAS REGIÕES. A OCORRÊNCIA DESSAS ÁREAS DE POTENCIAIS DIFERENTES AO LONGO DE UMA TUBULAÇÃO DE AÇO OU DE UMA CHAPA METÁLICA MERGULHADA EM UM ELETRÓLITO, COMO O SOLO OU A ÁGUA, TEM SUA EXPLICAÇÃO NAS VARIAÇÕES DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO METAL, NA PRESENÇA DE INCLUSÕES NÃO-METÁLICAS, NAS TENSÕES INTERNAS DIFERENTES CAUSADAS PELOS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO E SOLDAGEM DO MATERIAL METÁLICO, ETC.





AS HETEROGENEIDADES DO SOLO, EM CONJUNTO COM AS HETEROGENEIDADES EXISTENTES NO MATERIAL METÁLICO, AGRAVAM OS PROBLEMAS DE CORROSÃO, UMA VEZ QUE TAIS VARIAÇÕES (RESISTIVIDADE ELÉTRICA, GRAU DE AERAÇÃO, COMPOSIÇÃO QUÍMICA, GRAU DE UMIDADE, ETC), DÃO ORIGEM, TAMBÉM, A PILHAS DE CORROSÃO SEVERAS NAS SUPERFÍCIES DOS MATERIAIS METÁLICOS ENTERRADOS. DENTRE ESSAS VARIAÇÕES, AS QUE CAUSAM PROBLEMAS MAIS SEVEROS SÃO AS QUE DIZEM RESPEITO ÁS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS E AO TEOR DE OXIGÊNIO.

A TAXA DE CORROSÃO VAI DEPENDER DA INTENSIDADE DA CORRENTE QUE FLUI NO SISTEMA, DEPENDENDO ESSA INTENSIDADE DA FORÇA ELETROMOTRIZ TOTAL DA PILHA DE CORROSÃO FORMADA E DAS VÁRIAS RESISTÊNCIAS ÔHMICAS E NÃO-ÔHMICAS DO CIRCUITO. PROTEGER CATODICAMENTE UMA ESTRUTURA SIGNIFICA ELIMINAR, POR PROCESSO ARTIFICIAL, AS ÁREAS ANÓDICAS DA SUPERFÍCIE DO METAL, FAZENDO COM QUE TODA A ESTRUTURA ADQUIRA UM COMPORTAMENTO CATÓDICO, ELIMINANDO-SE ASSIM O FLUXO DE CORRENTE ELÉTRICA E POR CONSEQÜÊNCIA O PROCESSO CORROSIVO.

4.0 SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA

PARA OBTENÇÃO DA PROTEÇÃO CATÓDICA, DOIS SISTEMAS SÃO UTILIZADOS, AMBOS BASEADOS NO MESMO PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO, QUE É O DE INJEÇÃO DE CORRENTE ELÉTRICA NA ESTRUTURA ATRAVÉS DO ELETRÓLITO. SÃO ELES:

A PROTEÇÃO CATÓDICA GALVÂNICA , OU POR ANODOS GALVÂNICOS OU DE SACRIFÍCIO;

A PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA OU FORÇADA .





4.1 PROTEÇÃO CATÓDICA GALVÂNICA

NESSE PROCESSO O FLUXO DE CORRENTE ELÉTRICA FORNECIDO ORIGINA-SE DA DIFERENÇA DE POTENCIAL EXISTENTE ENTRE O METAL A PROTEGER E OUTRO ESCOLHIDO COMO ANODO E QUE TEM POTENCIAL MAIS NEGATIVO NA TABELA DE POTENCIAIS, COMO ABAIXO 9JÁ APRESENTADA ANTERIORMENTE).

OS MATERIAIS UTILIZADOS, NA PRÁTICA, COMO ANODOS GALVÂNICOS SÃO LIGAS DE MAGNÉSIO, ZINCO OU ALUMÍNIO. ESSES ANODOS DEVEM SATISFAZER A CERTAS EXIGÊNCIAS, TAIS COMO:

BOM RENDIMENTO TEÓRICO DA CORRENTE EM RELAÇÃO ÀS MASSAS CONSUMIDAS;

A CORRENTE NÃO DEVE DIMINUIR COM O TEMPO (FORMAÇÃO DE PELÍCULAS

PASSIVANTES);

O RENDIMENTO PRÁTICO DA CORRENTE NÃO DEVE SER MUITO INFERIOR AO TEÓRICO.

COMO É DE FUNDAMENTAL IMPORTÂNCIA A COMPOSIÇÃO DA LIGA PARA O BOM DESEMPENHO DO ANODO GALVÂNICO, PROCURA-SE ADICIONAR ELEMENTOS PARA QUE O ANODO APRESENTE CARACTERÍSTICAS DESEJADAS:





POTENCIAL DE CORROSÃO SUFICIENTEMENTE NEGATIVO: RAZÃO DA ADIÇÃO DE MANGANÊS NOS ANODOS DE MAGNÉSIO;

ALTA EFICIÊNCIA DO ANODO: NÃO DEVE CONTER IMPUREZAS QUE POSSAM

ORIGINAR AUTOCORROSÃO OU TORNÁ-LO INEFICAZ. ESTA É RAZÃO DE PROCURA-SE, EM TODOS OS ANODOS, MANTER BAIXOS TEORES DE FERRO: A PRESENÇA DE FERRO, MESMO EM COMPOSIÇÕES ÍNFIMAS ACARRETA A FORMAÇÃO DE UM FILME DENSO SOBRE O ZINCO QUE INIBE O FLUXO DE CORRENTE;

ESTADO ATIVO PARA QUE O ANODO SEJA CORROÍDO UNIFORMEMENTE,

EVITANDO-SE QUE OCORRA SUA PASSIVAÇÃO: CASO DA ADIÇÃO DE MERCÚRIO OU DE ÍNDIO, EM ANODOS DE ALUMÍNIO.

A ESCOLHA DO ANODO A SER APLICADO AO SISTEMA DE PROTEÇÃO GALVÂNICA É FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DA ESTRUTURA A PROTEGER E DO TIPO DE ELETRÓLITO EM CONTATO COM O MATERIAL METÁLICO. APLICAÇÕES TÍPICAS DOS ANODO SÃO APRESENTADAS A SEGUIR:

OBSERVANDO-SE A TABELA ACIMA, VERIFICAMOS QUE OS ANODOS GALVÂNICOS SÃO UTILIZADOS, NORMALMENTE, PARA ELETRÓLITOS DE MUITO BAIXA RESISTIVIDADE ELÉTRICA ( ATÉ 3.000 Ω . CM), UMA VEZ QUE AS DIFERENÇAS DE POTENCIAIS EM JOGO SÃO MUITO PEQUENAS, NECESSITANDO DE CIRCUITOS DE BAIXAS RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS PARA A LIBERAÇÃO DE CORRENTE DE PROTEÇÃO CATÓDICA.

PARA A PROTEÇÃO DE TROCADORES DE CALOR, OU SISTEMAS QUE OPERAM COM ÁGUA AQUECIDA, É RECOMENDÁVEL O USO DE ANODOS DE MAGNÉSIO DEVIDO AO FATO DE QUE O ZINCO. EMBORA NORMALMENTE ANÓDICO EM RELAÇÃO AO FERRO, PODE SOFRER INVERSÃO DE POLARIDADE E TORNAR-SE, ENTÃO, CATÓDICO EM RELAÇÃO AO FERRO, O QUE OCASIONARÁ CORROSÃO DO FERRO.

TIPO DE ANODO APLICAÇÕES

ALUMÍNIO ESTRUTURAS METÁLICAS IMERSAS EM ÁGUA DO MAR

MAGNÉSIO

ESTRUTURAS METÁLICAS IMERSAS EM ÁGUA DOCE, DE BAIXA RESISTIVIDADE, OU ENTERRADAS EM SOLOS COM RESISTIVIDADE ELÉTRICA ATÉ 3.000. Ω. CM

ZINCO

ESTRUTURAS METÁLICAS IMERSAS EM ÁGUA DO MAR OU ENTERRADAS EM SOLOS COM RESITIVIDADE ELÉTRICA ATÉ 1.000 Ω.CM





QUANDO OS ANODOS DE MAGNÉSIO E ZINCO SÃO ENTERRADOS NO SOLO HÁ A NECESSIDADE DE ENVOLVÊ-LOS COM UM ENCHIMENTO CONDUTOR (MISTURA DE GESSO, BENTONITA E SULFATO DE SÓDIO) QUE POSSUI AS SEGUINTES FINALIDADES:

MELHORAR A EFICIÊNCIA DE CORRENTE DO ANODO, FAZENDO COM QUE O SEU DESGASTE SEJA UNIFORME;

EVITAR A FORMAÇÃO DE PELÍCULAS ISOLANTES (FOSFATOS E

CARBONATOS) NA SUPERFÍCIE DO ANODO;

ABSORVER A UMIDADE DO SOLO;

DIMINUIR A RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO, FACILITANDO A PASSAGEM DA CORRENTE ELÉTRICA DO ANODO PARA O SOLO.

PROTEÇÃO CATÓDICA GALVÂNICA: A) TUBO ENTERRADO; B) CHAPA IMERSA EM ELETRÓLITO.





FOTO DE ANODO DE SACRIFÍCIO DE ZINCO

ANODOS MONTADOS NA JAQUETA DE UMA PLATAFORMA.





4.2 PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA

NESSE PROCESSO O FLUXO DE CORRENTE ELÉTRICA FORNECIDO ORIGINA-SE DA FORÇA ELETROMOTRIZ (fem) DE UMA FONTE GERADORA DE CORRENTE ELÉTRICA CONTÍNUA, SENDO LARGAMENTE UTILIZADOS NA PRÁTICA OS RETIFICADOS QUE, ALIMENTADOS COM CORRENTE ALTERNADA, FORNECEM A CORRENTE ELÉTRICA CONTÍNUA NECESSÁRIA À PROTEÇÃO DA ESTRUTURA METÁLICA.

PARA A DISPERSÃO DESTA CORRENTE ELÉTRICA NO ELETRÓLITO SÃO UTILIZADOS ANODOS ESPECIAIS, INERTES, COM CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES QUE DEPENDEM DO ELETRÓLITO ONDE SÃO UTILIZADOS.

ANODOS APLICAÇÕES Grafite Solos, água do mar não -profunda e

água doce

Ferro-silício (14,5% Si) Solos ou água com teor de cloreto inferior a 60ppm

Ferro-silício-cromo (14,5% Si, 4,5% Cr)

Solos, água do mar, fundo do mar ou água doce

Chumbo-antimônio-prata (93% Pb, 6%

Sb, 1% Ag)

Água do mar, suspensos, sem tocar o fundo do mar

Titânio, nióbio ou tântalo platinizado (Ti-

Pt, Nb-Pt ou Ta-Pt)

Solos, água doce, água do mar e concreto (na proteção das armaduras de aço)

Titânio revestido com óxido de metais

nobres, como cério

Solos, água doce, água do mar e outros eletrólitos

Magnetita

Solos, água doce e água do mar

Ferrita

Solos, água doce e água do mar

Anodo polimérico anodeflex

Solos (tubulações nuas ou com revestimento deficiente)

Fonte: GENTIL, 2003, p. 277.





A GRANDE VANTAGEM DO MÉTODO POR CORRENTE IMPRESSA CONSISTE NO FATO DE A FONTE GERADORA (RETIFICADOR DE CORRENTE) PODER TER A POTÊNCIA E A TENSÃO DE SAÍDA DE QUE SE NECESSITE, EM FUNÇÃO DA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO ELETRÓLITO, O QUE LEVA A CONCLUIR QUE ESSE MÉTODO SE APLICA À PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS EM CONTATO COM ELETRÓLITOS DE BAIXA ( 3.000 A 10.000 Ω . CM ), MÉDIA (10.000 A 50.000 Ω . CM), ALTAS (50.00 A 100.000 Ω . CM) E ALTÍSSIMA (ACIMA DE 100.000 Ω . CM) RESISTIVIDADE ELÉTRICA.

PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA PARA UMA TUBULAÇÃO ENTERRADA (A) E PARA UMA ESTACA DE PÍER DE ATRACAÇÃO DE NAVIOS (B).





QUANDO OS ANODOS INERTES SÃO ENTERRADOS NO SOLO HÁ NECESSIDADE, NA MAIORIA DAS VEZES, DE ENVOLVÊ-LOS COM UM ENCHIMENTO CONDUTOR DE COQUE METALÚRGICO MOÍDO, COM RESISTIVIDADE ELÉTRICA MÁXIMA DE 100 Ω . CM, QUE POSSUI AS SEGUINTES FINALIDADES:

DIMINUIR A RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO, FACILITANDO A PASSAGEM DA CORRENTE ELÉTRICA DO ANODO PARA O SOLO;

DIMINUIR O DESGASTE DO ANODO, UMA VEZ QUE COM ENCHIMENTO CONDUTOR BEM COMPACTADO A MAIOR PARTE DA CORRENTE É DESCARREGADA DIRETAMENTE DO COQUE METALÚRGICO PARA O SOLO.

A TABELA ABAIXO APRESENTA AS CARACTERÍSTICAS DO ANODOS INERTES. O ANODO DE GRAFITE ESTÁ EM DESUSO DEVIDO Á SUA FRAGILIDADE, SENDO OS ANODOS DE Fe-Si ; Fe - Si - Cr OS MAIS UTILIZADOS.

ANODOS DENSIDADE DE

CORRENTE ( A/M²) DESGASTE

( KG / A . ano ) Grafite 3 A 5 0,4

Ferro-silício (14,5% Si)

10 A 15

0,2

Ferro-silício-cromo (14,5%

Si; 4,5% Cr)

10 A 15

0,4

Chumbo-antimônio-prata (93% Pb, 6% Sb, 1% Ag)

50 A 100

0,1

Titânio, nióbio ou tântalo

platinizado (Ti-Pt, Nb-Pt ou Ta-Pt)

AMPLA FAIXA

DESPREZÍVEL

Titânio revestido com óxido

de metais nobres, como cério

AMPLA FAIXA

DESPREZÍVEL





4.2.1 PRINCIPAIS COMPONENTES

OS COMPONENTES PRINCIPAIS DE UM SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA SÃO:

UNIDADE RETIFICADORA - CONVERTE A CORRENTE ALTERNADA PARA CORRENTE

CONTÍNUA QUE SERÁ DRENADA PELOS ANODOS. ANODOS INERTES – UM PROJETO BEM ELABORADO DEVERÁ DIMENSIONAR UM

LEITO DE ANODOS (NO CASO DE INSTALAÇÃO NO SOLO) DETERMINANDO A MASSA ANÓDICA NECESSÁRIA PARA UMA BOA DISTRIBUIÇÃO DA CORRENTE AO LONGO DE TODA A ESTRUTURA A SER PROTEGIDA.

PONTOS DE MEDIÇÃO OU TESTE – DESEMPENHAM UM PAPEL FUNDAMENTAL NO

PROCEDIMENTO DE MANUTENÇÃO DO SISTEMA, POIS PERMITEM QUE SEJA MONITORADA A DIFERENÇA DE POTENCIAL ENTRE A ESTRUTURA A SER PROTEGIDA E O MEIO ELETRÓLITO. É ATRAVÉS DESTES PONTOS QUE, POR MEIO DE TÉCNICAS ESPECIAIS DE INSPEÇÃO, PODE-SE GARANTIR A EFICIÊNCIA OPERACIONAL DO SISTEMA IMPLEMENTANDO-SE CORREÇÕES E OU AJUSTES NECESSÁRIOS.





UNIDADE RETIFICADORA

ANODO INERTE DE TITÂNIO PONTO DE MEDIÇÃO

INSTALAÇÃO DE ANODO INERTE - HORIZONTAL COM CABO DE INTER LIGAÇÃO DIRETAMENTE NO SOLO.





4.2.2 REVESTIMENTOS EXTERNOS DE DUTOS. AS TUBULAÇÕES ENTERRADAS E SUBMERSAS, PRINCIPALMENTE DE ÓLEO E GÁS QUE VÊM SENDO INSTALADAS NOS ÚLTIMOS ANOS NO BRASIL ESTÃO SENDO REVESTIDAS UTILIZANDO-SE TECNOLOGIAS E MATERIAIS COMO O F.B.E E OS SISTEMAS DE POLIETILENO E POLIPROPILENO APLICADOS EM MÚLTIPLAS CAMADAS QUE CONFEREM PROPRIEDADES ANTICORROSIVAS E MECÂNICAS SUPERIORES AOS REVESTIMENTOS EMPREGADOS ANTERIORMENTE COMO O ESMALTE DE ALCATRÃO DE HULHA, O ESMALTE ASFÁLTICO, O POLIETILENO DUPLA CAMADA E OS SISTEMAS DE FITAS APLICADAS A FRIO ENTRE OUTROS. ESTA EVOLUÇÃO NOS REVESTIMENTOS APLICADOS VEM OCORRENDO DEVIDO A DEFICIÊNCIAS ENCONTRADAS NOS ANTERIORES TANTO DURANTE A CONSTRUÇÃO COMO QUANDO JÁ EM OPERAÇÃO, ALÉM DA NECESSIDADE DE SE DESENVOLVER MATERIAIS QUE SUPORTEM ALTAS TEMPERATURAS DE OPERAÇÃO E QUE SEJAM RESISTENTES NÃO SOFRENDO MUITOS DANOS DURANTE O TRANSPORTE E O MANUSEIO DURANTE A CONSTRUÇÃO E QUE AINDA RESISTAM AOS TODOS OS ESFORÇOS ESPERADOS QUANDO EM SERVIÇO COMO A FORÇA DE CISALHAMENTO DEVIDO MOVIMENTAÇÃO DA TUBULAÇÃO, OS ESFORÇOS DO SOLO (SOIL STRESS), ATAQUES QUÍMICOS, DE FUNGOS E BACTERIAS, ETC. OS SISTEMAS A SEREM APLICADOS NAS JUNTAS DE CAMPO DEVEM ATENDER A REQUERIMENTOS SIMILARES AOS REVESTIMENTOS DE PLANTA E A INDÚSTRIA DE PRODUTOS TERMOCONTRÁTEIS, PRINCIPAL TECNOLOGIA UTILIZADA PARA O REVESTIMENTO EM CAMPO DAS JUNTAS NO MUNDO, VÊM DESENVOLVENDO MATERIAIS QUE ACOMPANHEM ESTA EVOLUÇÃO DOS REVESTIMENTOS APLICADOS EM PLANTA, TENDO AINDA QUE CRIAREM TECNOLOGIAS QUE SEJAM RELATIVAMENTE FÁCEIS DE SEREM APLICADOS EM CAMPO SOB CONDIÇÕES QUE NEM SEMPRE SÃO FACILMENTE CONTROLÁVEIS COMO AS PRESENTES NO AMBIENTE DE FÁBRICA. DESTA FORMA, NOVOS SISTEMAS DE MANTAS TERMOCONTRÁTEIS COM FILME EXTERNO DE POLIETILENO RETICULADO E ADESIVOS DE ALTA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO JÁ VÊM SENDO UTILIZADOS EM CONJUNTO COM PRIMERS EPOXI DE ALTA EFICIENCIA ANTICORROSIVA FORMANDO SISTEMAS TRIPLA CAMADA QUE ESPELHAM O REVESTIMENTO DE 3LPE APLICADO EM FÁBRICA E MAIS RECENTEMENTE, COM A UTILIZAÇÃO DE SISTEMAS DE POLIPROPILENO DE TRIPLA E DE MÚLTIPLAS CAMADAS, DESENVOLVEU-SE SISTEMAS DE MANTAS TERMOCONTRÁTEIS COM FILME EXTERNO DE PP RETICULADO E ADESIVOS BASE PP QUE, COMBINADOS COM UM PRIMER EPOXI COMPATÍVEL, CONFEREM PROTEÇÃO ANTICORROSIVA E MECÂNICA QUE ATENDEM AOS REQUERIMENTOS DA INDÚSTRIA PARA ESTES SISTEMAS DE REVESTIMENTOS DE PP APLICADOS EM PLANTA, SENDO AINDA DE FÁCIL INSTALAÇÃO EM CAMPO. FINALMENTE, OS ÚLTIMOS DESENVOLVIMENTOS PARA AS JUNTAS DE CAMPO CONSISTEM NA COMBINAÇÃO DE ADESIVOS TRADICIONALMENTE UTILIZADOS PARA APLICAÇÕES OFFSHORE COM OS FILME EXTERNOS DE PP RETICULADO QUE SÃO EXTREMAMENTE RESISTENTES MECANICAMENTE CONFERINDO UMA SÉRIE DE VANTAGENS PARA AS APLICAÇÕES EM BALSAS DE LANÇAMENTO DE TUBULAÇÕES.





TRATAMENTO MECÂNICA DA ÁREA A SER PROTEGIDA

CORTE DA MANTA

CORTE DOS CANTOS DA MANTA COM DETALHE PARA A MONTAGEM

MONTAGEM COM SOBRE POSIÇÃO DA MANTA





VERIFICAÇÃO DA PEÇA

PRÉ-AJUSTE DA PEÇA

PRÉ-AQUECIMENTO DA ÁREA DO TUBO A SER ISOLADA ( ~230º C)

USO DO PIRÔMETRO

MONTAGEM DA MANTA





4.3 COMPROVAÇÃO DA PROTEÇÃO

PARA A COMPROVAÇÃO DA EFICIÊNCIA DA PROTEÇÃO CATÓDICA DURANTE A OPERAÇÃO DA ESTRUTURA PROTEGIDA SÃO INDICADOS ALGUNS ENSAIOS, SENDO O MAIS USADO A MEDIÇÃO DO POTENCIAL DA ESTRUTURA EM RELAÇÃO AO MEIO CORROSIVO:

EM UMA PARTE DA TUBULAÇÃO ENTERRADA RETIRA-SE O REVESTIMENTO, EXPONDO-SE ENTÃO A SUPERFÍCIE METÁLICA. UM PEDAÇO DE PAPEL DE FILTRO, UMEDECIDO COM SOLUÇÃO DE FERRICIANETO DE POTÁSSIO (K3 Fe(CN)6), É COLOCADO EM CONTATO COM ESSA SUPERFÍCIE.

AQUECIMENTO FINAL PARA A CONTRAÇÃO DA MANTA

AJUSTE E NIVELAMENTO FINAL





RECOBRE-SE COM O SOLO E, APÓS POUCO TEMPO, EXAMINA-SE O PAPEL:

COLORAÇÃO AZUL INDICA QUE A PROTEÇÃO CATÓDICA ESTÁ INCOMPLETA, A AUSÊNCIA DESTA COLORAÇÃO INDICA PROTEÇÃO ADEQUADA.

O RESULTADO DESTE ENSAIO É QUALITATIVO, PODENDO-SE CONCLUIR SOBRE A EXISTÊNCIA OU DA AUSÊNCIA DE ANODOS NA SUPERFÍCIE METÁLICA.

CUPOM DE TESTE: PEQUENOS PEDAÇOS DE AÇO SIMILARES AO DA TUBULAÇÃO, CUIDADOSAMENTE PESADOS, SÃO CONECTADOS AO TUBO POR MEIO DE UM CONDUTOR ISOLADO, FICANDO ENTERRADOS ALI ALGUNS MESES OU MESMO UM ANO, APÓS O QUE SERÃO ADEQUADAMENTE LIMPOS E PESADOS. A PERDA DE MASSA ( SE EXISTIR) DÁ UMA IDÉIA DA EFICIÊNCIA DA PROTEÇÃO INSTALADA.

MEDIÇÃO DO POTENCIAL : VERIFICA-SE O POTENCIAL DA ESTRUTURA PARA O SOLO USANDO-SE O ELETRODO DE REFERÊNCIA Cu/CuSO4, OU DA ESTRUTURA PARA A ÁGUA DO MAR USANDO-SE O ELETRODO DE Ag/AgCl.

EMBORA EXISTAM OUTROS CRITÉRIOS PARA PERMITIR TAL VERIFICAÇÃO, O PROCEDIMENTO NORMALMENTE ADOTADO CONSISTE EM MEDIR OS POTENCIAIS EM RELAÇÃO AO ELETRÓLITO, EM VÁRIOS PONTOS DA ESTRUTURA, APÓS O SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA SER COLOCADO EM FUNCIONAMENTO. AS MEDIÇÕES DOS POTENCIAIS ESTRUTURA/ELETRÓLITO SÃO FEITAS COM O AUXÍLIO DE UM VOLTÍMETRO APROPRIADO, COM ALTA RESISTÊNCIA INTERNA (IGUAL OU MAIOR QUE 100.000 OHM/VOLT), TENDO O SEU TERMINAL NEGATIVO LIGADO NA ESTRUTURA A SER TESTADA E O SEU TERMINAL POSITIVO LIGADO A UM ELETRODO OU MEIA-CÉLULA DE REFERÊNCIA, QUE É COLOCADO EM CONTATO COM O ELETRÓLITO.





OS ELETRODOS DE REFERÊNCIA MAIS UTILIZADOS SÃO OS SEGUINTES: – INSTALAÇÕES ENTERRADAS OU EMBUTIDAS NO CONCRETO: CU/CUSO4 (COBRE/SULFATO DE COBRE) OU ELETRODO DE ZINCO, COM COMPOSIÇÃO IGUAL À DOS ANODOS; – INSTALAÇÕES SUBMERSAS: AG/AGCL (PRATA/CLORETO DE PRATA) OU ELETRODO DE ZINCO, COM COMPOSIÇÃO IGUAL À DOS ANODOS; – EXPERIÊNCIAS EM LABORATÓRIO: ELETRODO DE CALOMELANO SATURADO (ECS). PARA O AÇO, ENTERRADO OU SUBMERSO, OS VALORES LIMIT ES DOS POTENCIAIS QUE DEVEM SER ENCONTRADOS EM TODOS OS PONTOS MEDIDOS DA ESTRUTURA METÁLICA PROTEGIDA CATODICAMENTE SÃO OS SEGUINTES : – USANDO O ELETRODO DE CU/CUSO4: POTENCIAIS IGUAIS OU MAIS NEGATIVOS QUE - 0,85V; – USANDO O ELETRODO DE AG/AGCL: POTENCIAIS IGUAIS OU MAIS NEGATIVOS QUE - 0,80V; – USANDO O ELETRODO DE CALOMELANO SATURADO (ECS): POTENCIAIS IGUAIS OU MAIS NEGATIVOS QUE - 0,78V; – USANDO O ELETRODO DE ZINCO: POTENCIAIS IGUAIS OU MENOS POSITIVOS QIE +0,25V.

OUTRO CRITÉRIO TAMBÉM UTILIZADO CONSISTE EM PROMOVER, MEDIANTE A INJEÇÃO DA CORRENTE DE PROTEÇÃO CATÓDICA, UMA ELEVAÇÃO MÍNIMA DE 0,30V (EM ALGUNS CASOS 0,25 V É SUFICIENTE), NO CAMPO NEGATIVO, NO POTENCIAL NATURAL (POTENCIAL MEDIDO ANTES DA LIGAÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA) DA ESTRUTURA. ESSE CRITÉRIO É VÁLIDO QUALQUER QUE SEJA O ELETRODO DE REFERÊNCIA USADO. PARA O AÇO EMBUTIDO NO CONCRETO, O CRITÉRIO DE PROTEÇÃO UTILIZADO É UM POUCO DIFERENTE. PARA OS METAIS E LIGAS, QUE NÃO O AÇO, OS POTENCIAIS MÍNIMOS DE PROTEÇÃO SÃO OUTROS, DEPENDENDO DO POTENCIAL NATURAL DE CADA UM.

QUANDO NÃO SE SABE QUAL O POTENCIAL DE PROTEÇÃO DE DETERMINADA LIGA OU MATERIAL METÁLICO, UM CRITÉRIO SEGURO PARA PROTEGÊ-LO CONSISTE EM ELEVAR SEU POTENCIAL NO CAMPO NEGATIVO EM 0,30V, SENDO QUE, PARA OS MATERIAIS ANFÓTEROS (CHUMBO, ZINCO, ALUMÍNIO E ESTANHO), BASTA QUE ESSA VARIAÇÃO SEJA DE 0,15V. ESSES METAIS NÃO PODEM SER POLARIZADOS COM POTENCIAIS MAIS NEGATIVOS QUE –1,2V, POIS SOFREM CORROSÃO SEVERA, CHAMADA DE CORROSÃO CATÓDICA, DEVIDO AOS VALORES ALTOS DE PH DESENVOLVIDOS, TORNANDO O MEIO MUITO ALCALINO.





ELETRODOS DE REFERÊNCIA MEDIÇÃO DE POTENCIAL TQ/SOLO

5.0 ESCOLHA DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA

PARA A ESCOLHA DO SISTEMA A SER ADOTADO PARA A PROTEÇÃO CATÓDICA EFICIENTE DE UMA DETERMINADA ESTRUTURA METÁLICA, DEVEM SER CONSIDERADOS TANTO OS ASPECTOS TÉCNICOS QUANTO OS ECONÔMICOS, SENDO ESSA ESCOLHA FUNÇÃO BASICAMENTE FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DA ESTRUTURA METÁLICA A PROTEGER (MATERIAL, TIPO, CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO, DIMENSÕES, FORMA GEOMÉTRICA, TIPO REVESTIMENTO EMPREGADO, LOCALIZAÇÃO, ETC).

A EXPERIÊNCIA DO PROJETISTA INFLUI DECISIVAMENTE NESTA DEFINIÇÃO.





COMPARAÇÃO ENTRE OS SISTEMAS GALVÂNICOS E POR CORRE NTE IMPRESSA

SISTEMA GALVÂNICO SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA

NÃO REQUER FONTE EXTERNA DE

REQUER FONTE EXTERNA DA CORRENTE ELÉTRICA.

CORRENTE ELÉTRICA. EM GERAL, ECONÔMICO PARA REQUISITOS DE EM GERAL, ECONÔMICO PA RA REQUISI CORRENTE ELÉTRICA DE ATÉ 5A. -TOS DE CORRENTE ELÉT RICA ACIMA MANUTENÇÃO MAIS SIMPLES. DE 5 A. POSSUI VIDA LIMITADA. NECESSITA DE ACOMPANHAMENTO MANUTENÇÃO MENOS SIMPLE S.

OPERACIONAL. PODE SER PROJETADO PARA VIDA BAS -TANTE LONGA.

SOMENTE PARA ELETRÓLITO DE MUITO BAIXA RESISTIVIDADE

ELÉTRICA, EM GERAL DE ATÉ NECESSITA DE ACOMPANHAMEN TO 3.000 Ω.CM OPERACIONAL.

NÃO APRESENTA PROBLEMAS DE INTERFERÊNCIA COM ESTRUTURAS ESTRANHAS. PODE SER UTILIZADO EM ELETRÓLITOS

COM QUALQUER VALOR DE RESISTIVIDADE ELÉTRICA, INCLUSIVE

OS DE MUITO BAIXA RESISTIVIDADE.

NÃO ADMITE REGULAGEM OU ADMITE REGULAGEM PRECÁRIA. PODE APRESENTAR PROBLEMAS DE INTERFERÊNCIA COM ESTRUTURAS

ESTRANHAS.

PODE SER REGULADO COM FACILIDADE.

6.0 LEVANTAMENTO DE CAMPO PARA O DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA

6.1 INTRODUÇÃO A PROTEÇÃO CATÓDICA DE INSTALAÇÕES METÁLICAS ENTERRADAS OU SUBMERSAS CONSTITUI-SE, EM COMPLEMENTAÇÃO AOS REVESTIMENTOS PROTETORES, NO ÚNICO PROCESSO ECONOMICAMENTE APLICÁVEL PARA COMBATER O ATAQUE CORROSIVO, PELO SOLO OU PELA ÁGUA, DE ESTRUTURAS IMPORTANTES. PARA O DIMENSIONAMENTO CRITERIOSO DE UM SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA, O ENGENHEIRO DE CORROSÃO PRECISA MUNIR-SE DE UMA SÉRIE DE INFORMAÇÕES TÉCNICAS A RESPEITO DA INSTALAÇÃO A SER PROTEGIDA, INFORMAÇÕES ESSAS QUE, EM CONJUNTO COM AS MEDIÇÕES OBTIDAS NO CAMPO, FORNECERÃO OS DADOS FUNDAMENTAIS PARA A ELABORAÇÃO E SUCESSO DO SEU PROJETO.





6.2 INFORMAÇÕES LEVANTADAS ANTES DOS TRABALHOS DE C AMPO ESSAS INFORMAÇÕES, ALÉM DE AUXILIAREM NA PREVISÃO DOS PROBLEMAS DE CORROSÃO ESPERADOS, PERMITEM PLANEJAR O PROGRAMA DAS MEDIÇÕES DE CAMPO A SEREM REALIZADAS. AS MAIS IMPORTANTES SÃO AS SEGUINTES: – MATERIAL DA ESTRUTURA A SER PROTEGIDA, INCLUINDO SUAS PROPRIEDADES; – ESPECIFICAÇÃO E PROPRIEDADES DO REVESTIMENTO UTILIZADO; – HISTÓRICO DE FUROS OU PROBLEMAS SÉRIOS DE CORROSÃO JÁ EXPERIMENTADOS, CASO A ESTRUTURA A PROTEGER JÁ SE ENCONTRE EM OPERAÇÃO; – CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS E GEOMÉTRICAS DA ESTRUTURA; – CARACTERÍSTICAS DOS TUBOS-CAMISA EXISTENTES NAS TRAVESSIAS COM ESTRADAS DE FERRO E DE RODAGEM, DOS TIPOS DE UNIÕES UTILIZADOS (SOLDA, FLANGE, PONTA E BOLSA) E LOCALIZAÇÃO DE RAMAIS, PARA O CASO DE TUBULAÇÕES; – NÚMERO TOTAL DE ESTACAS, COMPRIMENTOS ENTERRADOS E SUBMERSOS, DETALHES DE INTERLIGAÇÃO ELÉTRICA E INFORMAÇÕES DETALHADAS SOBRE CICLOS DE VARIAÇÃO DE MARÉ DA REGIÃO, PARA O CASO DE ESTACAS DE PIERS DE ATRACAÇÃO; – TIPO DE FUNDAÇÃO EMPREGADO, DETALHES DE INTERLIGAÇÃO ELÉTRICA E PREVISÃO OU NÃO DE SISTEMA DE ATERRAMENTO ELÉTRICO, PARA O CASO DE TANQUES DE ARMAZENAMENTO; – MAPAS E DESENHOS DETALHADOS DA OBRA EM ESTUDO; – LOCALIZAÇÃO DE TODAS AS TUBULAÇÕES OU OUTRAS INSTALAÇÕES METÁLICAS ENTERRADAS OU SUBMERSAS QUE CRUZEM OU SE APROXIMEM DA ESTRUTURA A SER PROTEGIDA; – PRESENÇA OU NÃO DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA JÁ EXISTENTES PARA PROTEÇÃO DESSAS OUTRAS ESTRUTURAS, INCLUINDO O CADASTRAMENTO DE TODAS AS CARACTERÍSTICAS E AS CONDIÇÕES DE FUNCIONAMENTO DE TAIS SISTEMAS; – LOCALIZAÇÃO E LEVANTAMENTO CUIDADOSO DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO ELÉTRICA EM ALTA TENSÃO QUE SIGAM EM PARALELO OU CRUZEM COM AS TUBULAÇÕES METÁLICAS ENTERRADAS, CAPAZES DE CAUSAR PROBLEMAS DE INDUÇÃO DE CORRENTE; – LOCALIZAÇÃO E LEVANTAMENTO CUIDADOSO DE TODAS AS FONTES DE CORRENTE CONTÍNUA EXISTENTES NAS PROXIMIDADES, QUE POSSAM CAUSAR QUALQUER PROBLEMA DE CORROSÃO ELETROLÍTICA NA ESTRUTURA METÁLICA; – LOCALIZAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DE TODAS AS LINHAS DE CORRENTE ALTERNADA EXISTENTES NA REGIÃO, POSSÍVEIS DE SEREM UTILIZADAS PARA A ALIMENTAÇÃO DOS RETIFICADORES DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA.





6.3 MEDIÇÕES DE CAMPO DEPOIS DE LEVANTADAS E ANALISADAS COM CUIDADO AS INFORMAÇÕES ANTERIORES, O ENGENHEIRO DE CORROSÃO ORGANIZA O SEU PROGRAMA DE MEDIÇÕES DE CAMPO, QUE PODE UTILIZAR, DE ACORDO COM A NECESSIDADE, TODAS OU ALGUMAS DAS TÉCNICAS A SEREM COMENTADAS. A ESCOLHA DE CADA UMA DELAS, BEM COMO DOS INSTRUMENTOS ESPECIAIS A SEREM EMPREGADOS, É DITADA PELAS CARACTERÍSTICAS DE CADA SITUAÇÃO EM PARTICULAR, SENDO QUE A EXPERIÊNCIA COM OUTROS TRABALHOS SEMELHANTES, JÁ EXECUTADOS, MUITO AUXILIA O ENGENHEIRO DE CORROSÃO NA SUA TAREFA. 6.3.1 RESISTIVIDADES ELÉTRICAS UM DOS FATORES QUE MAIS INFLUENCIA A CORROSÃO DAS INSTALAÇÕES METÁLICAS ENTERRADAS OU SUBMERSAS É A RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO MEIO ONDE ELAS SE ENCONTRAM. A RESISTIVIDADE ELÉTRICA DA ÁGUA E DOS SOLOS POSSUI AMPLA FAIXA DE VARIAÇÃO, DEPENDENDO DA QUANTIDADE DE SAIS DISSOLVIDOS, DAS CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS E DA QUANTIDADE DA ÁGUA CONTIDA NO SOLO. POR EXEMPLO, A ÁGUA DO MAR, DEPENDENDO DA REGIÃO, PODE APRESENTAR VALORES DESDE 20 ATÉ 100 OHM.Cm, SENDO QUE O MAIS COMUM SE SITUA EM TORNO DE 40 OHM.CM. PARA O SOLO, JÁ MEDIMOS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS QUE VARIARAM DESDE 200 ATÉ 2.000.000 OHM.Cm. COMO INDICAÇÃO GERAL, PODEMOS DIZER QUE, NA CIDADE DE SÃO PAULO, AS RESISTIVADES ELÉTRICAS SITUAM-SE, NORMALMENTE, ACIMA DE 15.000 OHM.Cm, ENQUANTO QUE NO RIO DE JANEIRO OS VALORES QUE TEMOS MEDIDO SÃO BASTANTE BAIXOS, GERALMENTE MENORES DE 5.000 OHM.Cm. EXISTEM VÁRIOS MÉTODOS SATISFATÓRIOS PARA A MEDIÇÃO DAS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS DE ÁGUAS E DE SOLOS. ENTRETANTO, O MAIS PRÁTICO E MAIS UTILIZADO NO CAMPO DA PROTEÇÃO CATÓDICA, USADO PRINCIPALMENTE PARA SOLOS, É O MÉTODO DOS QUATRO PINOS, TAMBÉM CHAMADO MÉTODO DE WENNER. PARA MEDIÇÕES DA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DA ÁGUA, DE AMOSTRAS DE SOLOS OU DE OUTRAS SUBSTÂNCIAS, O ACESSÓRIO UTILIZADO COM FREQÜÊNCIA É O SOIL BOX, UMA PEQUENA CAIXA DOM DUAS PAREDES OPOSTAS METÁLICAS, ONDE A RESISTÊNCIA E, CONSEQÜENTEMENTE, A RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO MATERIAL, É DETERMINADA COM BOA PRECISÃO. COM OS VALORES OBTIDOS NAS MEDIÇÕES DAS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS AO LONGO, POR EXEMPLO, DE UM GASODUTO ENTERRADO, PODEMOS CONSTRUIR O PERFIL DE RESISTIVIDADES DO SOLO, NORMALMENTE EM QUATRO PROFUNDIDADES DIFERENTES (1,5 M, 3,0 M, 4,5 M E 6,0 M), FUNDAMENTAL PARA A AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE CORROSÃO EXTERNA DA TUBULAÇÃO METÁLICA. AS MEDIDAS DAS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS SÃO AINDA BASTANTE VALIOSAS PARA A ESCOLHA DOS MELHORES LOCAIS PARA A INSTALAÇÃO DAS CAMADAS DE ANODOS DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA DESTINADO À PROTEÇÃO DA ESTRUTURA, UMA VEZ QUE, PARA O FUNCIONAMENTO ECONÔMICO DOS RETIFICADORES DE CORRENTES OU DOS ANODOS GALVÂNICOS, SÃO NECESSÁRIOS CIRCUITOS DE BAIXA RESISTÊNCIA ELÉTRICA. POR OUTRO LADO, O ESTUDO DAS INFLUÊNCIAS DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO DE CORRENTE ALTERNADA EM ALTA TENSÃO, SOBRE AS TUBULAÇÕES METÁLICAS ENTERRADAS, DEPENDE FUNDAMENTALMENTE DA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO SOLO.





6.3.2 POTENCIAIS ESTRUTURA/ELETRÓLITO OS POTENCIAIS ESTRUTURA/ELETRÓLITO SIGNIFICAM O POTENCIAL ELÉTRICO EXISTENTE ENTRE A ESTRUTURA METÁLICA E O MEIO QUE A ENVOLVE. A MEDIÇÃO DESSE POTENCIAL É FEITA, NO CAMPO, POR INTERMÉDIO DE UM VOLTÍMETRO COM ALTA RESISTÊNCIA INTERNA (100.000 OHM/VOLT, NO MÍNIMO), DE TAL MANEIRA QUE O TERMINAL NEGATIVO SEJA LIGADO À ESTRUTURA METÁLICA QUE SE DESEJA TESTAR E O TERMINAL POSITIVO A UM ELETRODO DE REFERÊNCIA, NORMALMENTE UMA MEIA-CÉLULA DE COBRE/SULFATO DE COBRE (PARA SOLOS) E PRATA/CLORETO DE PRATA (PARA ÁGUA DO MAR) , COLOCADO EM CONTATO COM O MEIO. O VOLTÍMETRO UTILIZADO PRECISA TER ALTA RESISTÊNCIA INTERNA PARA QUE AS LEITURAS SEJAM POUCO INFLUENCIADAS PELA RESISTÊNCIA EXTERNA DO CIRCUITO ELÉTRICO ESTABELECIDO (MEIA-CÉLULA/SOLO/ESTRUTURA), O QUE RESULTA EM BOA PRECISÃO NA MEDIÇÃO. AS MEDIDAS DOS POTENCIAIS FORNECEM INFORMAÇÕES BASTANTE VALIOSAS PARA O ENGENHEIRO DE CORROSÃO, INCLUINDO, PRINCIPALMENTE, A AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE CORROSIVIDADE DO SOLO OU DA ÁGUA, A LOCALIZAÇÃO DOS CHAMADOS HOT SPOTS (PONTOS DE CORROSÃO SEVERA) PARA O CASO DAS ESTRUTURAS NUAS, A LOCALIZAÇÃO DE ÁREAS SUJEITAS À CORROSÃO ELETROLÍTICA CAUSADA POR CORRENTE DE FUGA E AS CONDIÇÕES DE CORROSÃO OU DE PROTEÇÃO CATÓDICA DE QUALQUER ESTRUTURA METÁLICA TESTADA. COMO INDICAÇÃO GERAL, COM BASE EM NOSSA EXPERIÊNCIA EM TUBULAÇÕES ENTERRADAS, VERIFICAMOS QUE OS VALORES DOS POTENCIAIS TUBO/SOLO, MEDIDOS COM RELAÇÃO AO ELETRODO DE CU/CUSO4, VARIAM DESDE –0,1V ATÉ –0,87V, DEPENDENDO DO REVESTIMENTO EXTERNO DOS TUBOS E DAS CONDIÇÕES DO SOLO. VALORES POSITIVOS, OU FLUTUAÇÕES NAS LEITURAS, SÃO INDICAÇÃO SEGURA DA PRESENÇA DE CORRENTES DE INTERFERÊNCIA, SENDO COMUM VARIAÇÕES DESDE +50V ATÉ –50V, PARA O CASO DE TUBULAÇÕES QUE CRUZAM OU SE APROXIMAM DE ESTRADAS DE FERRO ELETRIFICADAS. POTENCIAIS POSITIVOS SÃO EXTREMAMENTE NOCIVOS PARA A ESTRUTURA METÁLICA, UMA VEZ QUE SIGNIFICAM A EXISTÊNCIA DE DESCARGAS DE CORRENTE DIRETAMENTE PARA O SOLO, OU SEJA, QUE A ESTRUTURA ENCONTRA-SE FUNCIONANDO COMO ANODO ATIVO DE UMA CUBA ELETROLÍTICA, SOFRENDO CORROSÃO SEVERA. NESSE CASO, PARA UMA ANÁLISE CRITERIOSA DAS CONDIÇÕES DE ELETRÓLISE A QUE A TUBULAÇÃO ESTEJA PORVENTURA SUBMETIDA, TORNA-SE NECESSÁRIA A REALIZAÇÃO DE VÁRIOS REGISTROS PROLONGADOS DOS POTENCIAIS TUBO/SOLO E TRILHO/SOLO, EM PONTOS CONSIDERADOS CRÍTICOS, MEDIANTE A UTILIZAÇÃO DE VOLTÍMETROS REGISTRADORES APROPRIADOS. OUTRA MANEIRA DE SE VERIFICAR A EXISTÊNCIA DE CORRENTES DE FUGA CONSISTE NA EXECUÇÃO DO TESTE DOS DOIS ELETRODOS. ESSE TESTE PODE SER FEITO VERIFICANDO-SE A EXISTÊNCIA DE FLUTUAÇÕES NA DIFERENÇA DE POTENCIAL MEDIDA ENTRE DOIS ELETRODOS DE CU/CUSO4, INSTALADOS NO SOLO E SEPARADOS POR UMA DISTÂNCIA APROXIMADA DE 20 M, RECOMENDANDO-SE MAIS DE UMA MEDIÇÃO EM UM MESMO PONTO, COM A MODIFICAÇÃO DAS POSIÇÕES DOS ELETRODOS EM DIREÇÕES ORTOGONAIS. AS FLUTUAÇÕES DOS POTENCIAIS INDICAM, COM SEGURANÇA, A EXISTÊNCIA DE CORRENTES DE FUGA NO SOLO E A POSSIBILIDADE DE CORROSÃO ELETROLÍTICA NAS TUBULAÇÕES ENTERRADAS NA REGIÃO.





O PROJETO DE PROTEÇÃO CATÓDICA, EM TAIS CIRCUNSTÂNCIAS, PRECISA SER DEFINIDO COM EXTREMO CUIDADO, MEDIANTE A PREVISÃO DE DISPOSITIVOS DE DRENAGEM DE CORRENTE, PARA QUE SE OBTENHA UMA PROTEÇÃO EFICIENTE DA ESTRUTURA.

CHAVE INTERRUPTORA SINCRONIZADA

INSTALAÇÃO DE ELETRODO PERMANENTE (MEDIÇÃO DE POTEN CIAL TUBO/SOLO)

Chave de sincronismo para leituras de potencial tub o-solo

On/Off

(CIPS), DCVG, ACVG e outras inspeções de tubulaçõe s

Ciclos programáveis entre 0 e 100 segundos

Opção de 50A e 100A

Micro-processado, armazena até 10 programações

Gera sinal próprio compatível com PCM ® e PCM+®

Opção de sincronização via GPS para leituras 24 hs

Proteção para polaridade reversa

Leve e compacta





DISPOSITIVO PARA MONITORAÇÃO REMOTA (MEDIÇÃO DE POT ENCIAL TUBO/SOLO) 6.3.3 ACIDEZ DO SOLO NA MAIORIA DOS CASOS, OS SOLOS ENCONTRADOS AO LONGO DE TUBULAÇÕES ENTERRADAS POSSUEM CARACTERÍSTICAS APROXIMADAMENTE NEUTRAS (PH 7). EXISTEM, ENTRETANTO, REGIÕES QUE APRESENTAM CONDIÇÕES ANORMAIS, COM A EXISTÊNCIA DE SOLOS ÁCIDOS OU ALCALINOS. AS CONDIÇÕES ALCALINAS NÃO APRESENTAM PROBLEMA SÉRIO DE CORROSÃO PARA AS TUBULAÇÕES DE AÇO ENTERRADAS, SABENDO-SE MESMO QUE UMA ESTRUTURA DE AÇO MERGULHADA EM UMA SOLUÇÃO SUFICIENTEMENTE CÁUSTICA, COM PH EM TORNO DE 11, PODE DESCARREGAR CORRENTE DIRETAMENTE PARA O MEIO, SEM DESGASTE ACENTUADO. ALÉM DISSO, UMA DAS CARACTERÍSTICAS DA PROTEÇÃO CATÓDICA É TORNAR ALCALINO O MEIO EM CONTATO COM A SUPERFÍCIE METÁLICA PROTEGIDA. TAIS CONDIÇOES, ENTRETANTO, SÃO EXTREMAMENTE NOCIVAS PARA O CHUMBO, O ZINCO, O ALUMÍNIO E O ESTANHO, SENDO MESMO IMPOSSÍVEL A PROTEÇÃO CATÓDICA DESSES METAIS QUANDO MERGULHADOS EM UM MEIO COM PH MAIOR QUE 10. POR OUTRO LADO, A EXISTÊNCIA DE CONDIÇÕES ÁCIDAS EM TORNO DE UMA ESTRUTURA METÁLICA ENTERRADA, POSSUI O GRANDE INCONVENIENTE DE DIFICULTAR A SUA POLARIZAÇÃO AO POTENCIAL MÍNIMO DE PROTEÇÃO CATÓDICA (–0,85V EM RELAÇÃO À MEIA-CÉLULA DE CU/CUSO4), UMA VEZ QUE O ÁCIDO ATUA COMO AGENTE DESPOLARIZANTE. ISSO AUMENTA CONSIDERAVELMENTE A QUANTIDADE DE CORRENTE NECESSÁRIA PARA PROTEÇÃO DA ESTRUTURA. ASSIM SENDO, NAS REGIÕES ONDE se SUPÕE POSSÍVEL A EXISTÊNCIA DE CONDIÇÕES QUÍMICAS ANORMAIS, RECOMENDA-SE A REALIZAÇÃO DE UM LEVANTAMENTO DE PH DO SOLO OU DA ÁGUA QUE ENVOLVA A ESTRUTURA METÁLICA EM ESTUDO.





OS MÉTODOS PARA A MEDIÇÃO DO PH SÃO POR DEMAIS CONHECIDOS, SENDO QUE, PARA APLICAÇÕES PRÁTICAS NO CAMPO, PODEM SER UTILIZADAS AS LEITURAS DE POTENCIAIS ENTRE UM ELETRODO DE CU/CUSO4 E UM ELETRODO DE ANTIMÔNIO, UMA VEZ QUE O VALOR DE PH É PROPORCIONAL À DIFERENÇA DE POTENCIAL MEDIDA. COM O AUXÍLIO DE UMA PEQUENA TABELA, AS LEITURAS DE POTENCIAIS SÃO CONVERTIDAS, COM APROXIMAÇÃO ACEITÁVEL, AO VALOR DO PH CORRESPONDENTE 6.3.4 PESQUISA DE CORROSÃO POR BACTÉRIA OU CORROSÃO MICROBIOLÓGICA CERTAS BACTÉRIAS, QUE PODEM VIVER SOB CONDIÇÕES ANAERÓBICAS (AUSÊNCIA DE OXIGÊNIO) NAS PROXIMIDADES DA SUPERFÍCIE DE UMA TUBULAÇÃO DE AÇO ENTERRADA, POSSUEM A PROPRIEDADE DE REDUZIR SULFATOS, LIBERANDO SULFETOS E CONSUMINDO HIDROGÊNIO NESSE PROCESSO. O CONSUMO DE HIDROGÊNIO NA SUPERFÍCIE DO AÇO ATUA COMO DESPOLARIZANTE DAS ÁREAS CATÓDICAS, O QUE AUMENTA A DEMANDA DE CORRENTE PARA A PROTEÇÃO CATÓDICA. JÁ OS SULFETOS LIBERADOS ATACAM O FERO, ACELERANDO A CORROSÃO DO AÇO. PARA A DETERMINAÇÃO, NO CAMPO, DA PRESENÇA DE BACTÉRIAS REDUTORAS DE SULFATO, UTILIZA-SE O MÉTODO DO POTENCIAL REDOX, QUE PERMITE A MEDIÇÃO DO POTENCIAL DE REDUÇÃO DO OXIGÊNIO, NA PROFUNDIDADE DA TUBULAÇÃO TESTADA, EM CADA PONTO DE OBSERVAÇÃO. ESSE POTENCIAL É MEDIDO ENTRE UMA LÂMINA LIMPA DE PLATINA E UM ELETRODO DE REFERÊNCIA QUALQUER, TOMANDO-SE O CUIDADO DE CONVERTER O VALOR ENCONTRADO PARA O VALOR CORRESPONDENTE DO ELETRODO PADRÃO DE HIDROGÊNIO. O USO DO MÉTODO NÃO É SIMPLES, REQUER ALGUM TEMPO, CUIDADOS ESPECIAIS E NÃO É UTILIZADO COM FREQÜÊNCIA NOS LEVANTAMENTOS DE CAMPO. RECOMENDA-SE A SUA UTILIZAÇÃO APENAS NOS CASOS EM QUE HAJA SUSPEITA DE QUE A CORROSÃO POR BACTÉRIA POSSA CONSTITUIR-SE EM PROBLEMA GRAVE DE CORROSÃO. 6.3.5 MEDIÇÕES DE CORRENTE AS MEDIÇÕES DE CORRENTE SÃO VIÁVEIS PARA O CASO DE TUBULAÇÕES. SE UMA TUBULAÇÃO ENCONTRA-SE SOB PROCESSO CORROSIVO, EXISTE UM FLUXO DE CORRENTE AO LONGO DO SEU COMPRIMENTO, FECHANDO CIRCUITO COM O SOLO OU COM A ÁGUA QUE A ENVOLVE, CUJO SENTIDO, EM ALGUNS PONTOS, SE PROCESSA DO SOLO PARA A TUBULAÇÃO E, EM OUTROS, DA TUBULAÇÃO PARA O SOLO. ESSE FLUXO DE CORRENTE APARECE EM FUNÇÃO DAS PILHAS DE CORROSÃO (DIFERENÇAS DE POTENCIAL) QUE SE FORMAM SOBRE A ESTRUTURA METÁLICA, SENDO QUE, QUANDO ESSAS PILHAS SÃO DE GRANDES PROPORÇÕES, A CORRENTE QUE CIRCULA NA TUBULAÇÃO PODE SER MEDIDA, EMBORA COM DIFICULDADE. POR INTERMÉDIO DESSAS MEDIÇÕES PODEMOS DETERMINAR AS REGIÕES PREFERENCIAIS DE SAÍDA DE CORRENTE PARA O SOLO, OU SEJA, AS ÁREAS ANÓDICAS ONDE A CORROSÃO SE PROCESSA NA ESTRUTURA. A INTENSIDADE DE CORRENTE PODE SER CALCULADA PELA LEI DE OHM, MEDIANTE A MEDIÇÃO DA QUEDA DE POTENCIAL ENTRE DOIS PONTOS SUFICIENTEMENTE ESPAÇADOS (30 A 40 M) DA TUBULAÇÃO METÁLICA. A QUEDA DE POTENCIAL PODE SER MEDIDA COM UM VOLTÍMETRO ADEQUADO E A RESISTÊNCIA DO CIRCUITO É FUNÇÃO DA RESISTÊNCIA POR METRO LINEAR DA TUBULAÇÃO TESTADA.





6.3.6 TESTES PARA A DETERMINAÇÃO DA CORRENTE NECESS ÁRIA PARA PROTEÇÃO CATÓDICA E DAS CONDIÇÕES DE POLARIZAÇÃO DA ESTRUTUR A ESSES TESTES SÃO REALIZADOS MEDIANTE A INJEÇÃO DE CORRENTE NA ESTRUTURA A SER ESTUDADA, COM AUXÍLIO DE UMA FONTE DE CORRENTE CONTÍNUA (BATERIA, MÁQUINA DE SOLDA, RETIFICADOR DE CORRENTE) E UMA CAMA DE ANODOS PROVISÓRIA (SUCATA DE AÇO). MEDIANTE A MEDIÇÃO DOS POTENCIAIS DA ESTRUTURA EM RELAÇÃO AO SOLO OU À ÁGUA, A QUANTIDADE DE CORRENTE INJETADA PODE SER GRADATIVAMENTE AUMENTADA ATÉ QUE PARTE DA ESTRUTURA ALCANCE O POTENCIAL DE PROTEÇÃO CATÓDICA. OS VALORES DA CORRENTE INJETADA E DA ÁREA PROTEGIDA TEMPORARIAMENTE PERMITEM O CÁLCULO DA DENSIDADE DE CORRENTE (A/M2) A SER UTILIZADA PARA O DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA. QUANDO O PROJETO DE PROTEÇÃO CATÓDICA É DEFINIDO ANTES DA CONSTRUÇÃO DA ESTRUTURA, O VALO DA DENSIDADE DE CORRENTE PRECISA SER ESTIMADO. NESSE CASO, A EXPERIÊNCIA DO ENGENHEIRO DE CORROSÃO É FUNDAMENTAL, UMA VEZ QUE OS ASPECTOS RELATIVOS ÀS DIMENSÕES, FORMA GEOMÉTRICA E REVESTIMENTO DA ESTRUTURA, ALÉM DOS VALORES DAS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS DO MEIO, INFLUENCIAM DECISIVAMENTE A DETERMINAÇÃO DA QUANTIDADE DE CORRENTE NECESSÁRIA PARA PROTEÇÃO. 6.3.7 TESTES NAS TRAVESSIAS COM TUBOS-CAMISA A MESMA FONTE DE CORRENTE CONTÍNUA USADA PARA OS TESTES DE CORRENTE PODE SER APROVEITADA PARA TESTAR, NO CASO DE TUBULAÇÕES ENTERRADAS, AS CONDIÇÕES DE ISOLAMENTO ELÉTRICO DOS TUBOS-CAMISA, NORMALMENTE UTILIZADOS NAS TRAVESSIAS COM ESTRADAS DE FERO OU DE RODAGEM. ESSE TESTE É IMPORTANTE PORQUE QUALQUER CONTADO ELÉTRICO ENTRE O TUBO-CAMISA E A TUBULAÇÃO AUMENTA CONSIDERAVELMENTE A QUANTIDADE DE CORRENTE NECESSÁRIA PARA A PROTEÇÃO CATÓDICA DA LINHA.





6.3.8 ESCOLHA DOS LOCAIS PARA A INSTALAÇÃO DOS RETI FICADORES, LEITOS DE ANODOS E EQUIPAMENTOS DE DRENAGEM A ESCOLHA DOS LOCAIS DE INSTALAÇÃO DOS RETIFICADORES, LEITOS DE ANODOS E EQUIPAMENTOS DE DRENAGEM É, NA REALIDADE, A ETAPA MAIS IMPORTANTE DE UM TRABALHO DE CAMPO E O ÊXITO DO PROJETO DE PROTEÇÃO CATÓDICA DEPENDERÁ BASTANTE DA EXECUÇÃO CORRETA DESSA TAREFA. PARA A INSTALAÇÃO DOS CONJUNTOS RETIFICADOR/LEITO DE ANODOS EM UMA TUBULAÇÃO ENTERRADA, DEVEM SER PESQUISADOS LOCAIS COM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS: – DISPONIBILIDADE DE ENERGIA ELÉTRICA EM BAIXA OU MÉDIA TENSÃO NAS PROXIMIDADES (MÁXIMO DE 15 KV); – SOLO CO BAIXA RESISTIVIDADE ELÉTRICA (ATÉ 6.000 OHM.CM, PARA SISTEMAS GALVÂNICOS E, DE PREFERÊNCIA, MAIS BAIXO QUE 12.000 OHM.CM, PARA SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA); – FÁCIL ACESSO; – ESPAÇO SUFICIENTE PARA INSTALAÇÃO DOS ANODOS./ PARA OS LOCAIS DE INSTALAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE DRENAGEM, SÃO NECESSÁRIAS AS SEGUINTES CONDIÇÕES: – CRUZAMENTO OU PROXIMIDADE COM ESTRADA DE FERRO ELETRIFICADA; – EXISTÊNCIA DE ENERGIA ELÉTRICA EM BAIXA OU MÉDIA TENSÃO, PARA O CASO DOS EQUIPAMENTOS DE DRENAGEM COM DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO TEMPORIZADA, QUE NECESSITAM SER ALIMENTADOS ELETRICAMENTE. OUTRO PONTO IMPORTANTE A SER CUIDADOSAMENTE CONSIDERADO CONSISTE NA ESCOLHA DOS LOCAIS DE INSTALAÇÃO DOS PONTOS DE TESTE, CAIXAS DE INTERLIGAÇÃO ELÉTRICA COM OUTRAS TUBULAÇÕES E JUNTAS DE ISOLAMENTO ELÉTRICO. 6.3.9 OUTROS TESTES, MEDIÇÕES E OBSERVAÇÕES ALÉM DAS TÉCNICAS ACIMA DESCRITAS, O ENGENHEIRO DE CORROSÃO, DEPENDENDO DE CADA CASO ESPECÍFICO, PODE REALIZAR OUTROS TESTES, MEDIÇÕES E OBSERVAÇÕES. DENTRE AS TAREFAS COMPLEMENTARES, MENOS COMUNS DE SEREM EXECUTADAS, PODEMOS CITAR AS ESCAVAÇÕES PARA EXAME VISUAL EM VÁRIOS PONTOS DA ESTRUTURA METÁLICA ENTERRADA, AS DETERMINAÇÕES, POR MEIO DE INJEÇÃO DE CORRENTE, DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA MÉDIA DO REVESTIMENTO UTILIZADO, E A COLHEITA DE AMOSTRAS, PARA POSTERIOR ANÁLISE DE LABORATÓRIO, DO PRODUTO ORIUNDO DA CORROSÃO DA ESTRUTURA ESTUDADA.





6.3.10 INSTRUMENTOS A UTILIZAÇÃO DE INSTRUMENTOS ADEQUADOS PARA AS MEDIÇÕES DE CAMPO E VERIFICAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA É DE FUNDAMENTAL IMPORTÂNCIA PARA O SUCESSO DE COMBATE Á CORROSÃO NAS ESTRUTURAS METÁLICAS ENTERRADAS OU SUBMERSAS. OS INSTRUMENTOS MAIS INDICADOS E UTILIZADOS COM FREQÜÊNCIA NESSAS TAREFAS SÃO APRESENTADOS A SEGUIR. 6.3.10.1 INSTRUMENTOS PARA MEDIÇÕES DE RESISTIVIDADES ELÉTRICAS DE SOLO VIBROGROUND, GEOHM, NILSSON ESSES INSTRUMENTOS (MARCAS REGISTRADAS) UTILIZAM O MÉTODO DE WENNER OU MÉTODO DOS QUATRO PINOS PARA MEDIÇÕES EM PROFUNDIDADES DIFERENTES (NORMALMENTE 1,5 m, 3,0 m, 4,5 m e 6,0 m DO NÍVEL DO SOLO) E FORNECEM LEITURAS COM BOA PRECISÃO, SENDO POR ISSO MESMO, DOS MAIS UTILIZADOS NOS TRABALHOS DE PROTEÇÃO CATÓDICA. OS INSTRUMENTOS, ALIMENTADOS POR PILHAS COMUNS DE LANTERNA, INJETAM NO SOLO, POR INTERMÉDIO DE DOIS PINOS, UMA CORRENTE ELÉTRICA ALTERNADA, DE ONDA QUADRADA, NA TENSÃO APROXIMADA DE 125 V. COM O AUXÍLIO DE DOIS OUTROS PINOS, OS APARELHOS MEDEM A CORRENTE APLICADA E TRADUZEM ESSA QUEDA EM RESISTIVIDADE ELÉTRICA. MEGGER ESSE INSTRUMENTO, TAMBÉM DE MARCA REGISTRADA, UTILIZA O MESMO PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS ANTERIORES, UTILIZANDO, ENTRETANTO, UM GERADOR PRÓPRIO ACIONADO POR MANIVELA OU CIRCUITO ELETRÔNICO. EMBORA POSSA SER USADO PARA MEDIR RESISTIVIDADES ELÉTRICAS, É MAIS USADO PARA MEDIR RESISTIVIDADES DE ATERRAMENTO, EM LEITOS DE ANODOS E MALHAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO. 6.3.10.2 DISPOSITIVOS PARA MEDIÇÕES DE RESISTIVIDA DES ELÉTRICAS DE ELETRÓLITOS LÍQUIDOS.

PARA ESSAS APLICAÇÕES, BEM COMO PARA MEDIÇÕES DE AMOSTRAS DE SOLOS, O ELETRÓLITO A SER TESTADO É COLOCADO EM UMA CAIXA PADRÃO, CONSTRUÍDA DE UM MATERIAL ISOLANTE, COM DUAS FACES OPOSTAS METÁLICAS ONDE SÃO CONECTADOS OS TERMINAIS DE UM OHMÍMETRO. A RESISTÊNCIA ELÉTRICA MEDIDA PODE, ENTÃO, SER FACILMENTE CONVERTIDA EM RESISTIVIDADE ELÉTRICA PELA RELAÇÃO EXISTENTE ENTRE A ÁREA DE UMA DAS PLACAS METÁLICAS E A SEPARAÇÃO EXISTENTES ENTRE ELAS, DE ACORDO COM A EQUAÇÃO UTILIZADA PARA O CÁLCULO DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA EM UM CONDUTOR.

ρ = R S/L





ONDE:

ρ = RESISTIVIDADE ELÉTRICA A DETERMINAR, EM Ω . cm; R = RESISTÊNCIA MÉDIA, EM OHM; S = ÁREA DE UMA DAS PLACAS METÁLICAS, EM CM²; L = SEPARAÇÃO EXISTENTE ENTRE AS DUAS PLACAS METÁLICAS, EM CM. 6.3.10.3 VOLTÍMETROS. OS VOLTÍMETROS SÃO OS INSTRUMENTOS MAIS UTILIZADOS NAS APLICAÇÕES DE PROTEÇÃO CATÓDICA PARA AS MEDIÇÕES, PRINCIPALMENTE DOS POTENCIAIS ESTRUTURA/ELETRÓLITO. A ESCOLHA DESSES APARELHOS DEVE SER CRITERIOSA, POIS SE O VOLTÍMETRO ADEQUADO NÃO FOR UTILIZADO, OS VALORES OBSERVADOS PODERÃO APRESENTAR ERROS GROSSEIROS, QUE COMPROMETERÃO A ANÁLISE DAS CONDIÇÕES LEVANTADAS. SENDO MAIS UTILIZADOS OS VOLTÍMETROS DOS TIPOS: VOLTÍMETROS COM ALTA RESISTÊNCIA INTERNA - ROBUSTOS E PRECISOS E DE ALTA SENSIBILIDADE. VOLTÍMETROS REGISTRADORES - UTILIZADOS PARA O ESTUDO DE SISTEMAS INFLUENCIADOS POR CORRENTES DE FUGA. 6.3.10.4 AMPERÍMETROS SÃO UTILIZADOS PARA AS MEDIÇÕES DA CORRENTE ELÉTRICA DE SAÍDA DE UM RETIFICADOR, DA CORRENTE ELÉTRICA DE UMA CAMA DE ANODOS GALVÂNICOS, DA CORRENTE ELÉTRICA QUE CIRCULA EM UM DISPOSITIVO DE DRENAGEM, ETC., SENDO MUITO ÚTEIS NAS APLICAÇÕES DE PROTEÇÃO CATÓDICA. 7 - DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDIC A

O CÁLCULO DE UM SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA É UMA TAREFA RELATIVAMENTE SIMPLES DE SER REALIZADA, BASTANDO QUE SEJAM CONSULTADAS AS FÓRMULAS EXISTENTES NA LITERATURA ESPECIALIZADA E ADOTADOS VALORES CORRETOS PARA ALGUNS PARÂMETROS IMPORTANTES, COMO A RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO ELETRÓLITO, A DENSIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA E A EFICIÊNCIA DO REVESTIMENTO APLICADO.

A CONCEPÇÃO DO SISTEMA, ENTRETANTO, NÃO É TAREFA DAS MAIS SIMPLES, EXIGINDO DO PROJETISTA DOMÍNIO PERFEITO DO ASSUNTO E BOA EXPERIÊNCIA COM INSTALAÇÕES SIMILARES, UMA VEZ QUE DECISÕES COMO A ESCOLHA DO MÉTODO MAIS ADEQUADO DE PROTEÇÃO, O TIPO, POSICIONAMENTO E DETALHE DE INSTALAÇÃO DOS ANODOS, A DEFINIÇÃO DO NÚMERO, TIPO E DISTRIBUIÇÃO DOS RETIFICADORES, A NECESSIDADE OU NÃO DE DISPOSITIVOS DE INTERLIGAÇÃO ELÉTRICA, ISOLAMENTOS, DRENAGEM, ETC. DEPENDERÃO FUNDAMENTALMENTE DESSES CONHECIMENTOS E DESSA EXPERIÊNCIA. É MUITO IMPORTANTE QUE AS MEDIÇÕES DE CAMPO E PROJETO DE PROTEÇÃO CATÓDICA SEJAM REALIZADOS PELO MESMO ENGENHEIRO.

O ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO CONSISTE BASICAMENTE DE:





7.1 CÁLCULO DA CORRENTE ELÉTRICA DE PROTEÇÃO

QUANDO A CORRENTE ELÉTRICA NECESSÁRIA PARA A PROTEÇÃO CATÓDICA DE UMA DETERMINADA ESTRUTURA NÃO PODE SER OBTIDA NO CAMPO, POR INTERMÉDIO DO TESTE DE CORRENTE, O CÁLCULO DA CORRENTE SERÁ FEITO DA SEGUINTE FORMA:

I = A . Dc . F (1 - E)

ONDE:

I = CORRENTE ELÉTRICA, EM mA;

A = ÁREA A SER PROTEGIDA, EM M²;

Dc = DENSIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA, EM mmA/M²;

F = FATOR DE CORREÇÃO DA VELOCIDADE;

E = EFICIÊNCIA DO REVESTIMENTO.

7.1.1 CÁLCULO OU ESTIMATIVA DOS PARÂMETROS PARA CÁL CULO DA CORRENTE

ELÉTRICA DE PROTEÇÃO

OS PARÂMETROS ENVOLVIDOS NO CÁLCULO DA CORRENTE ELÉTRICA DE PROTEÇÃO DEVERÃO SER CALCULADOS OU ESTIMADOS TENDO-SE EM VISTA AS ORIENTAÇÕES SEGUINTES:

A) CÁLCULO DA ÁREA (A) :

CONSIDERAR APENAS AS PARTES EM CONTATO COM O ELETRÓLITO.

B) CÁLCULO DA DENSIDADE CORRENTE ELÉTRICA (Dc)

CONSIDERAR A SUPERFÍCIE A PROTEGER COMPLETAMENTE NUA, SEM REVESTIMENTO,

O VALOR Dc DEPENDE DA RESISTIVIDADE DO ELETRÓLITO, SEGUNDO A EQUAÇÃO:

Dc = 73,73 - 13,35 ρ

ONDE:

ρ = RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO ELETRÓLITO, EM Ω.Cm.

COMO PODE SER VISTO, SE A RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO ELETRÓLITO (SOLO, ÁGUA, ETC) NÃO FOR MEDIDA CORRETAMENTE NO CAMPO, A DENSIDADE DE CORRENTE APRESENTARÁ UM ERRO QUE PODERÁ COMPROMETER O SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA.





C) PARA O FATOR DE CORREÇÃO DA VELOCIDADE (F)

UTILIZAR APENAS QUANDO EXISTE MOVIMENTAÇÃO DO ELETRÓLITO EM RELAÇÃO À ESTRUTURA;

O SEU VALOR PODE SER OBTIDO DA TABELA ABAIXO:

VELOCIDADES (m/s ) F

1 1,00

2 1,11

3 1,17

4 1,22

5 1,24

6 1,25

7 e maior 1,27

D) PARA A EFICIÊNCIA DO REVESTIMENTO (E)

ESSE PARÂMETRO PRECISA SER ESTIMADO EM FUNÇÃO DA EXPERIÊNCIA DO PROJETISTA, SENDO EXTREMAMENTE IMPORTANTE PARA O CÁLCULO CORRETO DA CORRENTE ELÉTRICA, UMA VEZ QUE PEQUENAS DIFERENÇAS NESSA ESTIMATIVA ACARRETAM GRANDES VARIAÇÕES NA CORRENTE CALCULADA;

DEPENDE DO TIPO DE REVESTIMENTO E DOS CUIDADOS TOMADOS COM SUA APLICAÇÃO, INSPEÇÃO E REPAROS;

O SEU VALOR PODE SER OBTIDO DA TABELA ABAIXO:





TIPO DE ESTRUTURA A PROTEGER

QUALIDADE DO REVESTIMENTO

EFICIÊNCIA E (%)

TUBULAÇÕES ENTERRADAS OU

SUMERSAS

EXCELENTE 95 A 98


SUMERSAS

BOM 90 A 95


SUMERSAS

REGULAR 80 A 90


SUMERSAS

RUIM 50 A 80

FUNDO DE TANQUE (PARTE EXTERNA)

BOM 60 A 80


REGULAR 40 A 60


RUIM 0 A 40

FUNDO DE TANQUE (PARTE INTERNA)

EXCELENTE 95 A 98

EMBARCAÇÕES EXCELENTE 95 A 98 EMBARCAÇÕES BOM 90 A 95 EMBARCAÇÕES REGULAR 80 A 90 EMBARCAÇÕES RUIM 50 A 80

UMA VEZ CALCULADA A CORRENTE DE PROTEÇÃO, ESCOLHE-SE O TIPO DE SISTEMA A SER UTILIZADO (GALVÂNICO OU CORRENTE IMPRESSA), DE ACORDO COM AS ORIENTAÇÕES MOSTRADAS EM ESCOLHA DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA.

7.2 SISTEMA POR ANODOS GALVÂNICOS OU DE SACRIFÍCIO

7.2.1 CÁLCULO DA RESISTÊNCIA

O SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA GALVÂNICA FUNCIONARÁ DE ACORDO COM A LEI DE OHM, SEGUNDO A EQUAÇÃO:

I = ∆V/Rt

ONDE:





I = CORRENTE ELÉTRICA DE PROTEÇÃO, EM AMPÉRES;

∆V = DIFERENÇA DE POTENCIAL ENTRE O ANODO GALVÂNICO UTILIZADO E A ESTRUTURA A PROTEGER, EM VOLTS;

Rt = RESISTÊNCIA TOTAL DO CIRCUITO DE PROTEÇÃO CATÓDICA, EM OHM.

PARA APLICAÇÃO CORRETA DA EQUAÇÃO ACIMA, AS SEGUINTES OBSERVAÇÕES SÃO IMPORTANTES:

A) O VALOR DE I, OU SUA SOMA, DEVE SER MAIOR OU IGUAL À CORRENTE NECESSÁRIA, CALCULADA DE ACORDO COMO VISTO EM CÁLCULO DA CORRENTE ELÉTRICA DE PROTEÇÃO;

B) O VALOR ∆V SIGNIFICA A DIFERENÇA ENTRE O POTENCIAL NATURAL DO ANODO, E O POTENCIAL DE PROTEÇÃO DO MATERIAL METÁLICO DA ESTRUTURA;

C) O VALOR Rt PODE SER CALCULADO COM O AUXÍLIO DA EQUAÇÃO:

Rt = Rca + Rc + Ra

ONDE:

Rca = RESISTÊNCIA DO CABO ELÉTRICO DE LIGAÇÃO, QUANDO EXISTENTE, ENTRE O ANODO, OU ANODOS, E A ESTRUTURA METÁLICA. ESSA RESISTÊNCIA DEPENDE DO COMPRIMENTO E BITOLA DO CABO, PODENDO SER OBTIDA TRAVÉS DE TABELAS DE FABRICANTES;

Rc = RESISTÊNCIA DE CONTATO ENTRE A ESTRUTURA (CATODO) E O ELETRÓLITO QUE A ENVOLVE. PARA O CASO DOS SISTEMAS ONDE OS ELETRÓLITOS SÃO DE BAIXA RESISTIVIDADE ELÉTRICA, O VALOR DE Rc É MUITO PEQUENO EM RELAÇÃO ÀS OUTRAS PARCELAS, PODENDO SER DESPREZADO NOS CÁLCULOS;

Ra = RESISTÊNCIA DE CONTATO ENTRE O ANODO, OU ANODOS, E O ELETRÓLITO. ESSA RESISTÊNCIA DEPENDE BASICAMENTE DO FORMATO DO ANODO E DA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO ELETRÓLITO, PODENDO SER CALCULADA POR INTERMÉDIO DAS FORMULAS EMPÍRICAS QUE SE SEGUEM.

• CÁLCULO DA RESISTÊNCIA DE UM ANODO CILÍNDRICO INSTA LADO NA POSIÇÃO VERTICAL .

Rv = 0,0052ρ (2,3 LOG 8L/d – 1)

L

ONDE:





Rv = RESISTÊNCIA DE UM ANODO VERTICAL, EM OHM;

ρ = RESISTIVIDADE ELÉTRICA;

L = COMPRIMENTO DO ANODO, EM PÉS.

d = DIÂMETRO DO ANODO, EM PÉS.

*OBS: QUANDO SE USA ENCHIMENTO CONDUTOR, OS VALORES DE L E d PODEM SER O COMPRIMENTO E O DIÂMETRO DA COLUNA DE ENCHIMENTO.

• CÁLCULO DA RESISTÊNCIA DE UM GRUPO DE ANODOS VERTIC AIS, INSTALADOS EM PARALELO .

Ra = 0,0052 ρ (2,3 LOG 8L/d – 1 + 2L/S 2,3 LOG 0,656 N)

NL

ONDE:

Ra = RESISTÊNCIA DOS DIVERSOS ANODOS VERTICAIS, EM OHM;

N = NÚMERO DE ANODOS;

S = ESPAÇAMENTO ENTRE OS ANODOS, EM PÉS.

• CÁLCULO DA RESISTÊNCIA DE UM ANODO CILÍNDRICO, INST ALADO NA POSIÇÃO HORIZONTAL .

Rh = 0,0052 ρ [ 2,3 LOG 4L² + 4L p² + L² + p - p² + L² - 1 ]

L d.p L L

ONDE:

Rh = RESISTÊNCIA DO ANODO HORIZONTAL, EM OHM.

P = DOBRO DA PROFUNDIDADE DO ANODO EM PÉS.

*OBS: PARA A RESISTÊNCIA DE “N” ANODOS, DIVIDIR O VALOR DE “Rh” POR “N”.





7.2.2 CÁLCULO DA VIDA DOS ANODOS GALVÂNICOS

PARA O CÁLCULO DO TEMPO DE DURAÇÃO DOS ANODOS GALVÂNICOS OU DEFINIÇÃO DA MASSA TOTAL DE ANODOS A SER UTILIZADA PARA UMA DETERMINADA VIDA, UTILIZA-SE A SEGUINTE EXPRESSÃO:

V = MC x 0,85

8760 x I

ONDE:

V = VIDA DO ANODO, EM ANOS;

M = MASSA TOTAL DE ANODOS, EM KG;

C = CAPACIDADE DE CORRENTE DO ANODO, EM A.h/Kg (TABELADO)

I = CORRENTE LIBERADA PELOS ANODOS, EM AMPÉRES;

0,85 = FATOR DE UTILIZAÇÃO DO ANODO (85%).

7.2.3 DISTRIBUIÇÃO E FIXAÇÃO DOS ANODOS GALVÂNICOS

A DISTRIBUIÇÃO E O MÉTODO DE FIXAÇÃO DOS ANODOS GALVÂNICOS AO LONGO DA ESTRUTURA A PROTEGER SÃO DECISÕES IMPORTANTES, UMA QUE DELAS DEPENDERÃO A BOA DISTRIBUIÇÃO DE CORRENTE, FACILIDADE OU DIFICULDADE DE INSTALAÇÃO E O MAIOR OU MENOR CUSTO DO SISTEMA. PARA ESSAS ESCOLHAS NÃO EXISTEM REGRAS DEFINIDAS. O BOM SENSO E A EXPERIÊNCIA DO PROJETISTA SÃO FUNDAMENTAIS PARA A OBTENÇÃO DE BONS RESULTADOS. COMO ORIENTAÇÃO GERAL, OS ANODOS PODEM SER FIXADOS DAS SEGUINTES MANEIRAS:

COM SOLDA CADWELD (PARA ANODOS FORNECIDOS COM CABO ELÉTRICO).

NESSES CASOS O CABO ELÉTRICO UTILIZADO POSSUI ISOLAMENTO DUPLO, COM UMA CAMADA ISOLANTE DE POLIETILENO E CAPA PROTETORA EXTERNA DE COMPOSTO DE CLORETO DE POLIVINILA. A LIGAÇÃO DO CABO ELÉTRICO DO ANODO, CONSTRUÍDA PELO FABRICANTE DO ANODO, É NORMALMENTE SELADA COM EPÓXI;

COM SOLDA ELÉTRICA (PARA ANODOS FABRICADOS COM ALMA DE AÇO).

COMO, POR EXEMPLO, NA PROTEÇÃO CATÓDICA GALVÂNICA DE NAVIOS E PLATAFORMAS DE PETRÓLEO;

COM AUXÍLIO DE PARAFUSOS

EM LOCAIS DE DIFÍCIL SUBSTITUIÇÃO DOS ANODOS;





COM AUXÍLIO DE ROSCA NO PRÓPRIO ANODO

COMO NOS MOTORES MARÍTIMOS E ALGUNS EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS.

7.3 SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA OU FORÇADA

ESSE DIMENSIONAMENTO PRECISA OBEDECER TAMBÉM À LEI DE OHM, DA SEGUINTE FORMA:

I = CORRENTE DE PROTEÇÃO, EM AMPÉRES , PARA CADA CONJUNTO RETIFICADOR/CAMA OU LEITO DE ANODOS A SER INSTALADO. O NÚMERO DE RETIFICADORES É DEFINIDO EM FUNÇÃO DA CORRENTE TOTAL NECESSÁRIA, DAS CONDIÇÕES DE DISTRIBUIÇÃO DESSA CORRENTE AO LONGO DA ESTRUTURA, DA EXISTÊNCIA DE LOCAIS DE RESISTIVIDADE ELÉTRICA ADEQUADA E DAS DISPONIBILIDADES DE CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA NESSES LOCAIS.

∆V = TENSÃO DE SAÍDA , EM CORRENTE CONTÍNUA DO RETIFICADOR. OS RETIFICADORES PODEM SER DIMENSIONADOS PARA AMPLA FAIXA DE SAÍDA, TANTO DE TENSÃO QUANTO DE CORRENTE, SENDO MAIS COMUNS OS SEGUINTES VALORES:

• PARA INSTALAÇÕES TERRESTRES, TENSÕES DE 30 V a 100 V e CORRENTES DE 5 A a 50 A;

• PARA INSTALAÇÕES MARÍTIMAS, TENSÕES DE 10 V a 20 V e CORRENTES DE 50 A a 400 A.

Rt = RESISTÊNCIA TOTAL DO CIRCUITO DE UM CONJUNTO RETIFICADOR/ CAMA DE ANODOS, PODENDO SER CALCULADA SEGUNDO A MESMA ORIENTAÇÃO MOSTRADA PARA OS ANODOS GALVÂNICOS. A RESISTÊNCIA Rt DEVE SER MENOR QUE A RESISTÊNCIA NOMINAL DO RETIFICADOR, Rr. EM GERAL, USA-SE Rr > 1,2 Rt.

7.3.1 CÁLCULO DA VIDA DOS ANODOS INERTES

OS ANODOS UTILIZADOS PARA OS SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA, EMBORA RECEBAM A DENOMINAÇÃO GENÉRICA DE ANODOS INERTES, SOFREM CERTO DESGASTE COM O PASSAR DO TEMPO EM FUNÇÃO DAS DENSIDADES DE CORRENTE APLICADAS EM SUAS SUPERFÍCIES. ESSAS DENSIDADES DE CORRENTE PRECISAM SER MANTIDAS DENTRO DE DETERMINADOS LIMITES, CONFORME MOSTRADO NA TABELA ABAIXO, E A VIDA DOS ANODOS, NESSAS CIRCUNSTÂNCIAS, PODE SER CALCULADA ATRAVÉS DA EXPRESSÃO:

V = 0,85M/ DI





ONDE:

V = VIDA DOS ANODOS, EM ANOS;

M = MASSA TOTAL DOS ANODOS, EM Kg;

D = DESGASTE ESPERADO DO ANODO, EM Kg/A.ano (TABELA);

I = CORRENTE INJETADA PELO RETIFICADOR, EM A;

0,85 = FATOR DE UTILIZAÇÃO DOS ANODOS.

CARACTERÍSTICAS DOS ANODOS INERTES

MATERIAL DO ANODO DENSIDADE DE CORRENTE RECOMENDADA (A/m²)

DESGASTE “D” (Kg/A.ANO)

GRAFITE ATÉ 5 0,40

Fe-Si ATÉ 15 0,35

Fe-Si-Cr ATÉ 15 0,35*

Pb-Sb-Ag 50 A 100 0,10

Ti-Pt AMPLA FAIXA DESPREZÍVEL

Nb-Pt AMPLA FAIXA DESPREZÍVEL

Ta-Pt AMPLA FAIXA DESPREZÍVEL

TITÂNIO LIDA STRIP AMPLA FAIXA DESPREZÍVEL

MAGNETITA ATÉ 115 0.04

FERRITA ATÉ 115 0,002

ANODO POLIMÉRICO

ANODEFLEX

AMPLA FAIXA DESPREZÍVEL

* CONSUMO EM ÁGUA DO MAR.

7.3.2 DISTRIBUIÇÃO E MÉTODOS DE INSTALAÇÃO DOS RETI FICADORES E ANODOS INERTES

COMO NOS SISTEMAS GALVÂNICOS, ESSAS IMPORTANTES DECISÕES PARA O BOM DESEMPENHO DO SISTEMA DEPENDEM BASICAMENTE DA EXPERIÊNCIA E DO BOM SENSO DO PROJETISTA E NÃO OBEDECEM A REGRAS DEFINIDAS.

PARA A ESCOLHA DO TIPO DE ANODO A SER UTILIZADO, A TABELA DA PÁGINA 22, FORNECE ORIENTAÇÕES IMPORTANTES.





8 - INSPEÇÕES EM SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA

APÓS A ENTRADA EM OPERAÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA ADOTADO PARA A ESTRUTURA, DEVERÃO SER REALIZADOS ENSAIOS E INSPEÇÕES PARA VERIFICAÇÃO DA EFICÁCIA DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA, PARA VERIFICAÇÃO DAS CONDIÇÕES DA ESTRUTURA, BEM COMO INSPEÇÕES PRELIMINARES EM CONJUNTO COM OS TESTES DE CAMPO E COMPLEMENTARES A ESTES, QUE PODERÃO INCLUSIVE VERIFICAR A EXISTÊNCIA DE ESTRUTURAS VIZINHAS À ESTRUTURA QUE SE DESEJA PROTEGER.

NOTA: SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA - SPC SISTEMA QUE CONSISTE DE FONTE DE CORRENTE CONTÍNUA E DE ANODO COM A FINALIDADE DE PROVER CORRENTE DE PROTEÇÃO ANTICORROSIVA A UMA ESTRUTURA METÁLICA ENTERRADA OU SUBMERSA.

8.1 - INSPEÇÃO DE ROTINA INSPEÇÃO REALIZADA PERIODICAMENTE PARA AVALIAR OS NÍVEIS DE POTENCIAL TUBO-SOLO DE PROTEÇÃO CATÓDICA A QUE OS DUTOS ESTÃO SUBMETIDOS, BEM COMO VERIFICAR AS CONDIÇÕES OPERACIONAIS DOS COMPONENTES BÁSICOS DE UM SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA (SPC) DE DUTOS TERRESTRES E ESTRUTURAS PROTEGIDAS PELO SPC. 8.2 - INSPEÇÃO ESPECIAL INSPEÇÃO COMPLEMENTAR REALIZADA EM FUNÇÃO DAS NECESSIDADES DE AVALIAÇÃO DA INTEGRIDADE DO DUTO, RELACIONADAS AO SISTEMA DE PROTEÇÃO ANTICORROSIVO EXTERNO (REVESTIMENTO E PROTEÇÃO CATÓDICA) DO DUTO, REALIZADA POR TÉCNICAS ESPECIAIS, BEM COMO DE OUTRAS ESTRUTURAS PROTEGIDAS PELO SPC. 8.2.1 - MÉTODO ACVG (“ALTERNATING CURRENT VOLTAGE G RADIENTE SURVEY”) TÉCNICA DE INSPEÇÃO ESPECIAL QUANTITATIVA E QUALITATIVA DE FALHAS DO REVESTIMENTO, REALIZADA COM EQUIPAMENTO APROPRIADO QUE LOCALIZA PONTUALMENTE A FALHA NO REVESTIMENTO, A PARTIR DA SUPERFÍCIE DO SOLO, MEDINDO A QUEDA ÔHMICA NO SOLO PROVENIENTE DO SINAL CA INJETADO POR UM TRANSMISSOR. 8.2.2 - MÉTODO DCVG (“DIRECT CURRENT VOLTAGE GRADI ENTE SURVEY”) TÉCNICA DE INSPEÇÃO DE FALHA DE REVESTIMENTO (QUANTITATIVA E QUALITATIVA) APLICADA EM DUTOS ENTERRADOS, REALIZADA SOBRE A FAIXA DE DOMÍNIO DO DUTO. ESTA TÉCNICA CONSISTE NA INJEÇÃO DE CORRENTE CONTÍNUA ENTRE O DUTO E O SOLO COM LEITURA DO GRADIENTE DE TENSÃO AO LONGO DA EXTENSÃO A SER INSPECIONADA DO REVESTIMENTO DUTO. A INSTALAÇÃO DE INTERRUPTOR DE CORRENTE NO(S) RETIFICADOR(ES) MAIS PRÓXIMO(S) PERMITE A AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO ANÓDICO OU CATÓDICO DO LOCAL DE TESTE.





8.2.3 - MÉTODO DE ATENUAÇÃO DE CORRENTE - AC (“CURR ENT ATTENUATION SURVEY”) TÉCNICA DE INSPEÇÃO QUALITATIVA DO REVESTIMENTO APLICADA EM DUTOS ENTERRADOS, REALIZADA SOBRE A FAIXA DO DUTO. ESTA TÉCNICA CONSISTE NA INJEÇÃO DE CORRENTE ALTERNADA ENTRE O DUTO E A TERRA, COM RASTREAMENTO DO SINAL ATRAVÉS DE UM RECEPTOR DE BOBINA SENSORA PARA MEDIR A FORÇA DO CAMPO MAGNÉTICO RESULTANTE DO SINAL CA, LOCALIZANDO O DUTO SOBRE A FAIXA DE DOMÍNIO E MEDINDO O VALOR DA CORRENTE AO LONGO DO DUTO. UM GRÁFICO DE ATENUAÇÃO DA CORRENTE É, ENTÃO, LEVANTADO PARA AVALIAÇÃO QUALITATIVA DO REVESTIMENTO. 8.2.4 - PASSO A PASSO - PP (“CIPS - CLOSE INTERVAL POTENTIAL SURVEY”) TÉCNICA DE INSPEÇÃO DO SPC APLICADA EM DUTOS ENTERRADOS E REALIZADA SOBRE A FAIXA DE DOMÍNIO DO DUTO. ESTA TÉCNICA CONSISTE NA DETERMINAÇÃO DOS POTENCIAIS DE PROTEÇÃO CATÓDICA “ON” E “OFF”, MEDIDO EM INTERVALOS CURTOS DE 1 M A 2 M, COM CHAVEAMENTO SINCRONIZADO DOS RETIFICADORES OU OUTRA TÉCNICA QUE LEVE EM CONSIDERAÇÃO A QUEDA IR NO SOLO. 8.3 - SISTEMAS DE INSPEÇÃO É POSSÍVEL INSPECIONAR E AVALIAR O REVESTIMENTO E O SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA DA TUBULAÇÃO APLICANDO-SE UMA COMBINAÇÃO DE TÉCNICAS QUE PERMITAM DETERMINAR O REAL ESTADO DE EQUILÍBRIO ENTRE AMBOS OS SISTEMAS ANTICORROSIVOS INSTALADOS. 8.3.1 - CIPS ( CLOSE INTERVAL SURVEY ) OU PASSO A PASSO ESTA TÉCNICA DE INSPEÇÃO FOI DESENVOLVIDA PARA ANÁLISES DETALHADAS DE NÍVEIS DE PROTEÇÃO CATÓDICA EM DUTOS E CONSISTE NA MEDIÇÃO CONTÍNUA DOS POTENCIAIS TUBO/SOLO, MEDIDOS EM ESPAÇOS PRÓXIMOS. O OPERADOR CAMINHA SOBRE A GERATRIZ SUPERIOR DO DUTO ESTENDENDO UM CABO OU FIO MUITO FINO, QUE DEVERÁ ESTAR CONECTADO NO PONTO DE MEDIÇÃO OU PONTO DE TESTE MAIS PRÓXIMO. UM SEGUNDO CABO DEVE SER CONECTADO A UM PAR DE SEMI-CÉLULAS DE COBRE – SULFATO DE COBRE E UM REGISTRADOR SEMPRO RGD 512.1 V S20 COM O QUAL SE FARÁ O ARMAZENAMENTO DAS LEITURAS PARA POSTERIOR ANÁLISE DOS REGISTROS.

A FIM DE SE EVITAR EFEITOS DE DESPOLARIZAÇÃO DOS DUTOS, OS CICLOS DE INTERRUPÇÃO DE CORRENTE DEVEM SER EXECUTADOS EM UMA RELAÇÃO DE 4 PARA 1, QUANTO MENOR O INTERVALO DE CADA CICLO, MAIS PRECISAS AS LEITURAS E MAIOR A FACILIDADE PARA INTERPRETAÇÃO TÉCNICA DOS REGISTROS.





EM RESUMO A TÉCNICA “CIPS” SE APLICA PARA:

IDENTIFICAR ÁREAS DE SUB-PROTEÇÃO, INDICANDO POSSIBILIDADES DE CORROSÃO;

IDENTIFICAR ÁREAS DE SUPER PROTEÇÃO, INDICANDO

POSSIBILIDADES DE DANOS AO REVESTIMENTO;

AVALIAR A CONDIÇÃO APROXIMADA DO REVESTIMENTO DOS DUTOS;

IDENTIFICAR POSSÍVEIS INTERFERÊNCIAS ELÉTRICAS QUE ESTEJAM AFETANDO OS DUTOS.

8.3.2 - DCVG (DIRECT CURRENT VOLTAGE GRADIENT)

A TÉCNICA DE DCVG FOI DESENVOLVIDA OBJETIVANDO AVALIAR DEFEITOS NO REVESTIMENTO DE TUBULAÇÕES ENTERRADAS E CONSISTE EM EFETUAR LEITURAS E ANALISAR OS GRADIENTES DE POTENCIAL NO ELETRÓLITO (TERRA) E DETERMINANDO A DIREÇÃO DO FLUXO DA CORRENTE.

CONSIDERANDO QUE A PROTEÇÃO CATÓDICA GERA UM FLUXO DE CORRENTE ATÉ OS PONTOS DO METAL EXPOSTOS DA TUBULAÇÃO, OS DEFEITOS PODEM SER LOCALIZADOS INDIVIDUALMENTE E A GRANDE SENSIBILIDADE DOS INSTRUMENTOS DE DCVG PERMITE LOCALIZAR ATÉ OS MAIS ÍNFIMOS PONTOS DANIFICADOS NO REVESTIMENTO COM UMA PRECISÃO DE 10 CM.





UTILIZAÇÃO DA TÉCNICA - “DCVG”

LOCALIZADO O DEFEITO, PODE-SE DETERMINAR SUA IMPORTÂNCIA SEGUINDO-SE 4 PARÂMETROS: 8.3.2.1 QUANTO À EXTENSÃO DO DEFEITO.

MEDINDO-SE A DIFERENÇA DE POTENCIAL ENTRE O EPICENTRO DO DEFEITO E A TERRA REFERÊNCIA (PONTO LONGITUDINAL EQÜIDISTANTE) PODE-SE OBTER UM VALOR EXPRESSO POR UMA FRAÇÃO DA MUDANÇA DO POTENCIAL DA TUBULAÇÃO (O INCREMENTO DO POTENCIAL GERADO PELA INJEÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA) PARA CALCULAR UM PERCENTUAL CHAMADO % IR. OS DEFEITOS PODEM ENTÃO SER CLASSIFICADOS, SEGUNDO SEUS RESPECTIVOS VALORES DE PERCENTUAL IR, EM QUATRO DISTINTAS CATEGORIAS, A SABER: * IR - QUEDA OHMICA

CATEGORIA1: (51-100%IR)

SÃO CONSIDERADOS CRÍTICOS E RECOMENDA-SE REPARO NO MAIS CURTO PRAZO POSSÍVEL. A EXTENSÃO DO METAL EXPOSTO AO MEIO ELETRÓLITO IMPEDE O FUNCIONAMENTO DA PROTEÇÃO CATÓDICA DE MANEIRA EFICIENTE AUMENTANDO ASSIM, CONSIDERAVELMENTE, O RISCO DE CORROSÃO. O INEVITÁVEL AUMENTO DO CONSUMO DE CORRENTE RELACIONADO COM ESTES DEFEITOS CERTAMENTE PODERÁ OCASIONAR UMA PROTEÇÃO INADEQUADA ÀS ZONAS MAIS DISTANTES DOS PONTOS DE INJEÇÃO DE CORRENTE DO SISTEMA.

CATEGORIA 2: (36-50%IR)





RECOMENDA-SE PARA ESTES CASOS UM CRONOGRAMA DE MANUTENÇÃO E REPARO EM MÉDIO PRAZO, POIS, AINDA QUE ESTEJAM ADEQUADAMENTE PROTEGIDOS NESTE ESTÁGIO, TAIS DEFEITOS SÃO SENSÍVEIS À VARIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA E OU À SUA CAUSALIDADE (DETERIORAÇÃO BACTERIOLÓGICA, POR EXEMPLO), ELEVANDO-O À CATEGORIA “”A””.

CATEGORIA 3: (16-35%IR) NESTA CATEGORIA PODE-SE CLASSIFICAR OS REPAROS DE MÉDIO EM LONGO PRAZO, SEGUNDO OS CRITÉRIOS DE OPERAÇÃO DO DUTO.

CATEGORIA 4: (0-15%IR)

DE MENOR IMPORTÂNCIA, NÃO SE RECOMENDA REPAROS A ESTA CATEGORIA DE DEFEITOS UMA VEZ QUE, COM O SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA EM BOAS CONDIÇÕES DE MANUTENÇÃO, TAIS PONTOS ESTARIAM BEM PROTEGIDOS POR LONGOS PERÍODOS.

8.3.2.2 QUANTO À FORMA E CARACTERÍSTICAS DO DEFEITO .

INSPETORES QUALIFICADOS E COM LARGA EXPERIÊNCIA EM DCVG ESTÃO CAPACITADOS PARA DETERMINAR A FORMA E A CARACTERÍSTICA DO DEFEITO NO REVESTIMENTO MEDIANTE UM EXAME MINUCIOSO DOS GRADIENTES DE POTENCIAL EM TORNO DO DEFEITO. ESTES DADOS FORNECEM INFORMAÇÕES RELEVANTES PARA DETERMINAR A AMPLITUDE DAS ESCAVAÇÕES, QUANTIDADE DE MATERIAIS E RECURSOS NECESSÁRIOS PARA EFETUAR OS REPAROS.

8.3.2.3 QUANTO AO ESTADO DE CORROSÃO DO DEFEITO.

EM ALGUMAS SITUAÇÕES ESPECIFICAS O DCVG PODE PROPORCIONAR INFORME ADICIONAL SOBRE O ESTADO DE CORROSÃO DE CADA DEFEITO. MENCIONOU-SE ANTERIORMENTE QUE A TÉCNICA É CAPAZ DE DETERMINAR A DIREÇÃO DO FLUXO DE CORRENTE PELO ELETRÓLITO QUE ESTA EM VOLTA DA TUBULAÇÃO. DADO QUE A CORROSÃO RESULTA EM UM FLUXO DE CORRENTE A PARTIR DO DEFEITO E QUE A PROTEÇÃO CATÓDICA RESULTA EM UM FLUXO DE CORRENTE ATÉ O DEFEITO, TORNA-SE POSSÍVEL ESTIMAR O GRAU DE CORROSÃO SOBRE A SUPERFÍCIE DO AÇO EXPOSTO AO ELETRÓLITO.





8.3.2.4 QUANTO A INTERFERÊNCIAS DE OUTROS SISTEMAS E TUBULAÇÕES. SABE-SE QUE OUTROS SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA E OUTRAS TUBULAÇÕES OU ESTRUTURAS METÁLICAS PODEM GERAR INTERFERÊNCIAS RECÍPROCAS. ESTUDOS PODEM SER REALIZADOS POR OPERADORES EXPERIENTES EM DCVG OBJETIVANDO OBTER INFORMES SOBRE TAIS INTERFERÊNCIAS.

A FIM DE FACILITAR O ENTENDIMENTO, VAMOS DENOMINAR ”DUTO A” O DUTO QUE ESTA SENDO INSPECIONADO E “”DUTO B”” UM OUTRO DUTO QUALQUER. INTERFERÊNCIAS NO ”DUTO B” SERÃO REGISTRADAS NESSES DUTOS COM SINAIS DE DCVG ANÓDICOS ( UMA REDUÇÃO DE POTENCIAL DEVIDO À INJEÇÃO DE CORRENTE PELO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA). INTERFERÊNCIAS A PARTIR DO “”DUTO B”” SERÃO LOCALIZADAS COMO DEFEITOS ANÓDICOS NO “”DUTO A”” E SE REGISTRARÃO SINAIS DE DCVG CATÓDICOS NO “DUTO B”.

EM RESUMO A TÉCNICA “DCVG” PERMITE:

IDENTIFICAR A LOCALIZAÇÃO EXATA DOS DEFEITOS NO REVESTIMENTO

DO DUTO;

DETERMINAR O GRAU DE IMPORTÂNCIA DESTES MESMOS DEFEITOS;

AVALIAR A EXTENSÃO DOS DEFEITOS LOCALIZADOS;

IDENTIFICAR E INVESTIGAR INTERFERÊNCIAS QUE POSSAS ESTAR AFETANDO O DUTO;

DETERMINAR A LOCALIZAÇÃO EXATA DOS ANODOS INSTALADOS.

8.3.3 SISTEMA PCM+ (PIPELINE CURRENT MAPPER)

O FUNCIONAMENTO SE BASEIA NA ATENUAÇÃO DA CORRENTE DE PROTEÇÃO CATÓDICA E QUE PERMITE REALIZAR UM COMPLETO DIAGNÓSTICO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA, IDENTIFICANDO FALHAS NO REVESTIMENTO, TRECHOS DESPROTEGIDOS, CONTATOS COM OUTRAS ESTRUTURAS E OUTRAS INFORMAÇÕES DE GRANDE VALOR.

O EQUIPAMENTO CONSISTE EM UM RECEPTOR LOCALIZADOR DE DUTOS (PIPE LOCATOR) DE ÚLTIMA GERAÇÃO AGREGADO A UM SENSOR ESPECIAL E UM TRANSMISSOR DE ALTA POTÊNCIA. ESTE SENSOR PERMITE OBTER, A PARTIR DA SUPERFÍCIE E SEM CONTATO FÍSICO COM A TUBULAÇÃO, A LOCALIZAÇÃO PRECISA DO DUTO, SUA PROFUNDIDADE E A CORRENTE GERADA PELO TRANSMISSOR E ARMAZENAR ESTAS INFORMAÇÕES NA MEMÓRIA DIGITAL DO EQUIPAMENTO PARA INTERPRETAÇÕES FUTURAS.

COMO CARACTERÍSTICA DESTA NOVA VERSÃO ESTÁ UM DISPOSITIVO BLUETOOTH® STANDARD QUE POSSIBILITA UMA COMUNICAÇÃO COM EQUIPAMENTOS GPS E DGPS E TAMBÉM A EXPORTAÇÃO EM TEMPO REAL DOS DADOS COLETADOS PARA EQUIPAMENTO TIPO DATALOGGER. COM ESTA METODOLOGIA A PETROBRAS JÁ INSPECIONOU MAIS DE 8.000 KM DE TUBULAÇÕES NO BRASIL.





POSSIBILITA A INSPEÇÃO EM QUALQUER PONTO DA TUBULAÇÃO

LOCALIZA CONTATOS COM OUTRAS ESTRUTURAS





VANTAGENS DO PCM+ :

LOCALIZA A TUBULAÇÃO QUE SE DESEJA INSPECIONAR ATÉ UMA PROFUNDIDADE DE 10 METROS;

POSSIBILITA A INSPEÇÃO EM QUALQUER PONTO DA TUBULAÇÃO;

PERMITE A UTILIZAÇÃO EM QUALQUER TIPO DE PAVIMENTO;

LONGO ALCANCE (ATÉ 30 KM);

INDEPENDE DA QUALIDADE E DO TIPO DE REVESTIMENTO;

LOCALIZA FALHAS DE REVESTIMENTO E CONTATOS COM OUTRAS ESTRUTURAS (MÉTODOS PCM E ACVG);

ATENDE ÀS NORMAS DE ECDA;

PERMITE ARMAZENAR AS COORDENADAS COM GPS (OPCIONAL);

ELABORA RELATÓRIOS DIGITAIS .

LOCALIZA FALHAS DE REVESTIMENTO





8.3.4 - HOLIDAY DETECTION

DETECTOR PORTÁTIL DE FALHA DE REVESTIMENTO EM TUBULAÇÕES, TANQUES, EMBARCAÇÕES, ETC.

PORTÁTIL, ROBUSTO E ERGONÔMICO;

AJUSTE INFINITO DA TENSÃO;

TENSÃO DE SAÍDA REGULADA AUTOMATICAMENTE;

INDICAÇÃO SONORA E VISUAL DA FALHA;

PERMITE O USO DE MÚLTIPLOS ELETRODOS TIPO MOLA E ESCOVA;

VISOR DE CRISTAL LÍQUIDO;

DUAS VERSÕES: 1.000V A 5.000V OU 5.000V A 35.000V.

INSPEÇÃO COM HOLIDAY DETECTOR





8.3.5 - DETECTOR DE PIG

DETECTOR PORTÁTIL DE PIG´S POR ONDAS ELETROMAGNÉTICAS E ACÚSTICOS.

Receptor leve e compacto com antena externa para facilidade de operação;

Transmissores de diâmetros de 1" a 4" para acoplamento em diversos tipos de pigs;

Durabilidade das pilhas de 60 a 500 horas de uso;

Profundidade máxima efetiva de detecção de 1,2 a 9,0 metros

Pressão máxima de 1.000 a 3.000 psi

Opção de sensores fixos

8.3.6 - DETECTOR ACÚSTICO DE PASSAGEM DE PIG SPY P HONE

Sensor de solo leve e compacto e com haste para cravação ou acoplamento magnético;

Range de frequências de 1 Hz a 20 kHz;

Fones de ouvido profissionais ou opção de transmissão via FM para o rádio do veículo.





9 - APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DAS NORMA PETROBRAS RELA CIONADAS

À PROTEÇÃO CATÓDICA

AS NORMA PETROBRAS APRESENTADAS A SEGUIR, FIXAM OS REQUISITOS MÍNIMOS A SEREM OBSERVADOS NO PROJETO DE SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE GALVÂNICA PARA PLATAFORMAS MARÍTIMAS METÁLICAS FIXAS DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO, INCLUINDO OS “RISERS”, DUTOS SUBMARINOS, DUTOS TERRESTRES E EQUIPAMENTOS SUBMARINOS, BEM COMO INSTALAÇÃO, PRÉ-OPERAÇÃO E INSPEÇÃO DESTES SISTEMAS. NORMAS A SEREM ANALISADAS: A) N-1813 - “DIMENSIONAMENTO DE PROTEÇÃO CATÓDICA G ALVÂNICA DE PLATAFORMA MARÍTIMA FIXA”; B) N-1935 - “PROJETO DE SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDIC A POR CORRENTE GALVÂNICA - DUTO SUBMARINO”; C) N-1983 - “APRESENTAÇÃO DE PROJETO DE SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA”; D) N-2171 - “PROJETO DE SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDIC A - DUTO TERRESTRE”;

E) N- 2298 - “INSTALAÇÃO E PRÉ-OPERAÇÃO DE SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA - DUTOS TERRESTRES”; F) N-2616 - “PROJETO DE SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDIC A POR CORRENTE GALVÂNICA PARA EQUIPAMENTOS SUBMARINOS”; G) N-2801 - “INSPEÇÃO DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓD ICA DE DUTOS TERRESTRES”; H) N-2838 - “PROJETO, MONTAGEM E PRÉ-OPERAÇÃO DE SI STEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA PARA INSTALAÇÕES MARÍTIMAS FLUTUANTES ”. *AS NORMAS SERÃO ANALISADAS SEPARADAMENTE À APOSTILA.





10 - EXEMPLO PRÁTICOS/ EXERCÍCIOS

10.1 – PROTEÇÃO CATÓDICA DE TUBULAÇÕES ENTERRADAS :

AS TUBULAÇÕES ENTERRADAS, TAIS COMO OLEODUTOS, GASO DUTOS, MINERODUTOS, ADUTORAS, REDES DE INCÊNDIO, ETC., CONSTITUEM-SE NA APLICAÇÃO MAIS COMUM DOS SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA.

PARA ESSE CASOS PODEM SER INSTALADOS TANTO OS SISTE MAS GALVÂNICOS QUANTO OS SISTEMAS DE CORRENTE IMPRESSA, SENDO ESTE S ÚLTIMOS OS MAIS UTILIZADOS, JÁ QUE NA MAIORIA DAS VEZES AS TUBULAÇÕ ES SÃO DE MÉDIO A GRANDE PORTE, LANÇADAS EM SOLOS DE RESISTIVIDADE ELÉTRICA SUPERIOR A 3.000 Ω.cm E EM REGIÕES COM DISPONIBILIDADE DE CORRENTE ALTERNADA P ARA A ALIMENTAÇÃO DE RETIFICADORES. QUANDO A TUBULÇÃO A SER PROTEGIDA EN CONTRA-SE INFLUENCIADA POR ESTRADAS DE FERRO ELETRIFICADAS, O S ANODOS GALVÂNICOS NÃO DEVEM SER UTILIZADOS.

A)PARA A PROTEÇÃO CATÓDICA GALVÂNICA DE TUBULAÇÕES ENTERRADAS É COMUM ADOTAR-SE A SEGUINTE ORIENTAÇÃO:

UTILIZAÇÃO DE ANODOS DE MAGNÉSIO ENSACADOS EM ENCHI MENTO DE GESSO, BENTONITA, E SULFATO DE SÓDIO. OS ANODOS DE ZINCO R ARAMENTE SÃO UTILIZADOS E OS DE ALUMÍNIO NÃO SERVEM PARA ESTE TI PO DE APLICAÇÃO;

OS ANODOS SÃO NORMALMENTE INSTALADOS EM CAMAS OU LE ITOS. EM ALGUNS CASOS, SÃO LIGADOS INDIVIDUALMENTE À TUBULAÇÃO;

INSTALAÇÃO DE CAIXAS DE TESTE EM CADA CAMA DE ANODO S PARA MEDIÇÕES DAS CORRENTES DRENADAS, DOS POTENCIAIS TUBO/SOLO E DO POTENCIAL DO ANODO EM CIRCUITO ABERTO;

INSTALAÇÃO DE PONTOS DE TESTE AO LONGO DA LINHA PAR A AS MEDIÇÕES PERIÓDICAS DOS POTENCIAIS TUBO/SOLO;

INSTALAÇÃO DE JUNTAS DE ISOLAMENTO ELÉTRICO NAS EXT REMIDADES DA TUBULAÇÃO, SE NECESSÁRIO.

B)PARA A PROTEÇÃO COM SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA , DEVE-SE ADOTAR A SEGUINTE ORIENTAÇÃO:

UTILIZAÇÃO DE ANODOS DE TITÂNIO REVESTIDO COM ÓXIDO S MISTOS DE METAIS NOBRES, LIDA STRIP, QUE POSSUEM MUITAS VANTAGENS SOBRE OS ANODOS CONVENCIONAIS DE GRAFITE, FERRO-SILÍCIO E FERRO-SIL ÍCIO-CROMO;

UTILIZAÇÃO DE ANODOS POLIMÉRICOS LONGOS ANODEFLEX, PARA TUBULAÇÕES NUAS OU POBREMENTE REVESTIDAS, INSTALADOS AO LONGO DE TODA A LINHA, PARA PERMITIR UMA BOA DISTRIBUIÇÃO DE CORRENTE;

OS ANODOS SÃO SEMPRE INSTALADOS EM CAMAS OU LEITOS, LIGADOS AO POSITIVO DO RETIFICADOR E NORMALMENTE ENVOLTOS COM ENCHIMENTO DE





COQUE METALÚRGICO MOÍDO;

OS RETIFICADORES SÃO INSTALADOS EM LOCAIS CRITERIO SAMENTE ESCOLHIDOS, EM FUNÇÃO DAS CONDIÇÕES DE DISTRIBUIÇÃO DE CORRENTE, DAS DISPONIBILIDADES DE CORRENTE ALTERNADA E DA EXISTÊN CIA DE LOCAIS ADEQUADOS PARA A INSTALAÇÃO DE CAMAS DE ANODOS;

INSTALAÇÃO DE PONTOS DE TESTE AO LONGO DA LINHA, PA RA AS MEDIÇÕES PERIÓDICAS DOS POTENCIAIS TUBO/SOLO;

INSTALAÇÃO DE JUNTAS DE ISOLAMENTO ELÉTRICO NAS EXT REMIDADES DA TUBULAÇÃO, SE NECESSÁRIO;

INSTALAÇÃO DE CAIXAS DE INTERLIGAÇÃO ELÉTRICA COM T UBULAÇÕES ESTRANHAS, SE NECESSÁRIO;

INSTALAÇÃO DE DISPOSITIVO(S) DE DRENAGEM DAS CORREN TES TUBO/TRILHO, SE A TUBULAÇÃO ESTIVER INFLUENCIADA POR CORRENTES D E INTERFERÊNCIA ORIUNDAS DE ESTRADAS DE FERRO ELETRIFICADAS.

10.1.1 EXEMPLO PRÁTICO:

UM GASODUTO DESTINADO AO TRANSPORTE DE GÁS NATURAL POSSUI AS CARACTERÍSTICAS SEGUINTES:

COMPRIMENTO TOTAL: 140 Km;

DIÂMETRO NOMINAL: 10 POLEGADAS;

MATERIAL AÇO API 5LX-46;

REVESTIMENTO EXTERNO, COAL-TAR (ALCATRÃO DE HULHA), VÉU DE FIBRA DE VIDRO E PAPEL FELTRO.

SOLUÇÃO: O DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO C ATÓDICA DO GASODUTO FOI REALIZADO DE ACORDO COM O ROTEIRO SEGUINTE:

a) MEDIÇÕES DAS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS DO SOLO – FO RAM MEDIDOS UM TOTAL DE 50 PONTOS AO LONGO DO GASODUTO, COM ESPAÇAMENTO APROXIMADO DE 2,8 Km ENTRE AS MEDIÇÕES. EM CADA PONTO FORAM FEITAS 4 MED IÇÕES, CORRESPONDENTES ÀS PROFUNDIDADES DE 1,5 M; 3,0 M; 4,5 M e 6,0 M DO NÍVEL DO SOLO, PELO MÉTODO DOS QUATRO PINOS E COM AUXÍLIO DO INSTRUMENTO VIBROBROUND.

A RESISTIVIDADE ELÉTRICA MÉDIA ENCONTRADA FOI DE AP ROXIMADAMENTE 120.000 Ω.cm, COM VALORES VARIANDO DESDE 1.000 Ω.cm ATÉ 900.000 Ω.cm.





b)CÁLCULO DA CORRENTE ELÉTRICA NECESSÁRIA PARA A PROT EÇÃO CATÓDICA (FÓRMULA 1)

I = A.Dc.F(1 – E)

A = 111.658 M² (APROX.);

ρ = 120.000 Ω.cm;

Dc = 73,73 – 13,35 log ρ = 6mA/m² (aprox.) (FÓRMULA 2);

F = 1 (TABELA);

E = 0,9 (90%) (TABELA);

I = 67 A (APROX.)

c)ESCOLHA DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA A SER INSTA LADO -

TENDO EM VISTA OS VALORES DA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO SOLO E DA CORRENTE ELÉTRICA NECESSÁRIA, DECIDIU-SE INSTALAR UM SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA.

d)ESCOLHA DO NÚMERO E DA CAPACIDADE DOS RETIFICADORES

• CORRENTE ELÉTRICA: 67 A (APROX.);

• FOLGA PARA A OPERAÇÃO DOS RETIFICADORES COM 75% DE CARGA: 22 A (APROX.);

• CORRENTE ELÉTRICA TOTAL A SER INSTALADA: 89 A;

• NÚMERO E CAPACIDADE DOS RETIFICADORES INSTALADOS: TRÊS RETIFICADORES IGUAIS, CADA UM COM A CAPACIDADE NOMINAL DE 30 A.

e)DISTRIBUIÇÃO E COMPONENTES DO SISTEMA DE PROTEÇÃO C ATÓDICA INSTALADO

APÓS CRITERIOSO LEVANTAMENTO PARA A ESCOLHA DOS MELHORES PONTOS PARA A INSTALAÇÃO DE RETIFICADORES E CAMAS DE ANODOS(LOCAIS COM BAIXA RESISTIVIDADE ELÉTRICA, DE FÁCIL ACESSO, COM DISPONIBILIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA ALTERNADA E BEM DISTRIBUÍDA AO LONGO DA TUBULAÇÃO), DECIDIU-SE PROJETAR E INSTALAR O SISTEMA O SISTEMA O SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA COM OS SEGUINTES EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS:





• UM CONJUNTO RETIFICADOR/CAMA DE ANODOS, PRÓXIMO AO KM 0 + 500, COM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS:

RETIFICADOR REFRIGERADO A AR NATURAL, À PROVA DE TEMPO, DIODOS DE SILÍCIO, COM CAPACIDADE PARA 50 V, 30 A, ALIMENTADO COM CIRCUITO ELÉTRICOS DE CA LOCAL DE EM 220 V, 60 HZ, E CAMA DE ANODOS COM 13 ANODOS DE TITÂNIO LIDA STRIP CANISTERED (ANODO 1.000 X 17 X 2,5 mm ENCAMISADO EM FÁBRICA, COM CAMISA METÁLICA, DIAM. 6” X 2.000 mm E ENCHIMENTO CONDUTOR DE COQUE METALÚRGICO MOÍDO) ESPAÇADOS DE 3,0 M, PARA UMA VIDA TOTAL SUPERIOR A 20 ANOS;

• UM CONJUNTO RETIFICADOR/CAMA DE ANODOS NAS PROXIMIDADES DO KM 57, COM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS: RETIFICADOR COM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS DO ANTERIOR E CAMA DE ANODOS COM 14 ANODOS DE LIDA STRIP CANISTERED, ESPAÇADOS DE 6,0 M, PARA UMA VIDA ÚTIL SUPERIOR A 20 ANOS;

• UM CONJUNTO RETIFICADOR/CAMA DE ANODOS, NAS PROXIMIDADES DO KM 100, COM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS:RETIFICADOR COM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS DOS ANTERIORES E CAMA DE ANODOS COM 18 ANODOS DE LIDA STRIP CANISTERED, ESPAÇADOS DE 4,5 M, PARA UMA VIDA ÚTIL SUPERIOR A 20 ANOS;

• DUAS JUNTAS DE ISOLAMENTO ELÉTRICO, UMA EM CADA EXTREMIDADE DO GASODUTO, DESTINADAS A IMPEDIR QUE PARTE DA CORRENTE ELÉTRICA DE PROTEÇÃO CATÓDICA SEJA CAPTADA PELAS ESTAÇÕES EXISTENTES;

• 45 PONTOS DE TESTES, COM ESPAÇAMENTO APROXIMADO DE 3 KM, DESTINADOS ÀS MEDIÇÕES PERIÓDICAS DOS POTENCIAIS TUBO/SOLO.

f) OPERAÇÃO DO SISTEMA

APÓS INSTALADO, O SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA FOI COLOCADO EM OPERAÇÃO, FORNECENDO O POTENCIAIS DE PROTEÇÃO AO LONGO DE TODO O GASODUTO, UMA VEZ QUE TODOS OS PONTOS TESTADOS ADQUIRIRAM POTENCIAIS TUBO/SOLO MAIS NEGATIVOS QUE - 0,85 V (MEDIÇÕES REALIZADAS COM UM VOLTÍMETRO 50.000 Ω/V E UMA MEIA-CÉLULA DE Cu/CuS04).

10.2 – PROTEÇÃO CATÓDICA DE TUBULAÇÕES SUBMERSAS

PARA A PROTEÇÃO DE TAIS ESTRUTURAS, COMO OLEODUTOS E GASODUTOS LANÇADOS NO MAR, EMISSÁRIOS SUBMARINOS DE ESGOTO, ETC, TAMBÉM OS SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA SÃO OS PREFERIDOS, EMBORA OS ANODOS GALVÂNICOS TAMBÉM SEJAM UTILIZADOS EM FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DE CADA OBRA EM PARTICULAR.

NOS SISTEMAS GALVÂNICOS , DE UM MODO GERAL SÃO ADOTADAS AS SEGUINTES MEDIDAS:





• UTILIZAÇÃO DE ANODOS DE ZINCO OU DE ALUMÍNIO. O USO DE ANODOS DE MAGNÉSIO SÓ É COGITADO SE A TUBULAÇÃO FOR LANÇADA EM ÁGUA DOCE;

• OS ANODOS GALVÂNICOS SÃO NORMALMENTE FIXADOS DIRETAMENTE AOS TUBOS, POR INTERMÉDIO DE SOLDA ELÉTRICA DA ALMA DE AÇO DO ANODO;

NOS SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA , A MELHOR ORIENTAÇÃO É NO SENTIDO DE:

• UTILIZAÇÃO DE ANODOS DE TITÂNIO LIDA STRIP, COM OU SEM ENCHIMENTO CONDUTOR, PARA AS TUBULAÇÕES SUBMERSAS NO MAR OU EM ÁGUA DOCE;

• OS ANODOS PODEM SER LANÇADOS DIRETAMENTE NO FUNDO DO MAR OU ENTERRADOS NA PRAIA, DEPENDENDO DE CADA SITUAÇÃO EM PARTICULAR.

10.3 – PROTEÇÃO CATÓDICA DE PÍERES DE ATRACAÇÃO DE NAVIOS

AS ESTACAS DE AÇO CRAVADAS NO MAR, PARA A SUSTENTAÇÃO DOS PÍERES DE ATRACAÇÃO DE NAVIOS, SÃO NORMALMENTE PROTEGIDAS COM O AUXÍLIO DE SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA. PARA O CASO DE PEQUENOS PÍERES OU QUANDO NÃO SE DISPÕE DE ALIMENTAÇÃO ELÉTRICA NO LOCAL, LANÇA-SE MÃO DE ANODOS GALVÂNICOS.

10.4 – APLICAÇÕES DOS SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA NO BRASIL

OLEODUTOS: TODOS OS OLEODUTOS EXISTENTES EM OPERAÇÃO NO BRASIL SÃO PROTEGIDOS CATODICAMENTE, A MAIORIA DELES COM O SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA;

GASODUTOS: ASSIM COMO OS OLEODUTOS, TAMBÉM TODOS OS GASODUTOS EXISTENTES NO BRASIL POSSUEM SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA, INCLUINDO AS REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE GÁS DOMICILIAR E INDUSTRIAL DE VÁRIAS CIDADES. OS SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA TAMBÉM É O MAIS UTILIZADO NESSES GASODUTOS.

MINERODUTOS: OS MINERODUTOS EM OPERAÇÕES NO BRASIL, CONSTRUÍDOS EM AÇO, ESTÃO TODOS PROTEGIDOS COM SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA.

ADUTORAS: A GRANDE MAIORIA DAS ADUTORAS DE AÇO DAS COMPANHIAS DE SANEAMENTO DE TODO O BRASIL ESTÁ TAMBÉM PROTEGIDA CATODICAMENTE COM SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA.

EMISSÁRIO SUBMARINO: OS EMISSÁRIOS SUBMARINOS DE ESGOTOS, CONSTRUÍDOS EM AÇO, ESTÃO PROTEGIDOS COM ANODOS GALVÂNICOS OU COM SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA.





PLATAFORMA DE PETRÓLEO: TODAS AS PLATAFORMAS DE PROSPECÇÃO E PRODUÇÃO DE PETRÓLEO NO MAR, ATUALMENTE EM OPERAÇÃO NO BRASIL SÃO PROTEGIDAS CATODICAMENTE. PARA ESSAS INSTALAÇÕES OS SISTEMAS GALVÂNICOS, COM ANODOS DE ALUMÍNIO, SÃO OS MAIS UTILIZADOS.

TANQUES DE ARMAZENAMENTO: A MAIORIA DOS PARQUES DE TANQUES DE ARMAZENAMENTO DE PETRÓLEO, ÁLCOOL E DERIVADOS DE PETRÓLEO EXISTENTES NO BRASIL ESTÁ PROTEGIDA COM SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA.

A PROTEÇÃO CATÓDICA, NESSE CASO, DESTINA-SE A COMBATER A CORROSÃO NAS SUPERFÍCIES EXTERNAS, EM CONTATO COM O SOLO OU BASE DE CONCRETO, NAS CHAPAS DOS FUNDOS DOS TANQUES. OS TANQUES QUE OPERAM COM LASTRO DE ÁGUA SALGADA, POSSUEM TAMBÉM PROTEÇÃO INTERNA COM ANODOS GALVÂNICOS.

PÍERES DE ATRACAÇÃO DE NAVIOS: TODOS OS PÍERES DE ATRACAÇÃO DE NAVIOS NO BRASIL, CONSTRUÍDOS COM ESTACAS DE AÇO CRAVADAS NO MAR, ESTÃO PROTEGIDOS CATODICAMENTE. O SISTEMA POR CORRENTE IMPRESSA TEM SIDO O MAIS UTILIZADO.

NAVIOS: OS NAVIOS E EMBARCAÇÕES CONSTRUÍDOS EM AÇO EM OPERAÇÃO NO BRASIL ESTÃO PROTEGIDOS COM SISTEMA GALVÂNICO OU POR CORRENTE IMPRESSA, DEPENDENDO DAS CARACTERÍSTICAS DE CADA UM.





BIBLIOGRAFIA:

CORROSÃO

AUTOR: VICENTE GENTIL

EDITORA LTC (4ª EDIÇÃO-2003)

SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA

AUTOR: LUIZ PAULO GOMES

PUBLICAÇÃO: IEC - INSTALAÇÕES E ENGENHARIA DE CORROSÃO LTDA.

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