corrosão em unidades offshore

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TRABALHO

CORROSO

TEMA: Corroso em Unidades Offshore - Petrobrs ENGENHEIRANDO: Charles Fonseca da Silva

PROFESSORA: Dra. Eng. Maria Jos Jernimo de

Santana Ponte

Curitiba

Junho de 2015

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SUMRIO

INTRODUO 3

DESCRIO DAS UNIDADES OFFSHORE 4

Tipos de plataforma de petrleo 4

Equipamentos de sistemas submarinos da Petrobras 12

Processamento Primrio de Petrleo 15

METODOLOGIA DE SELEO DE MATERIAIS PARA USO NA REA

OFFSHORE 17

Diretrizes do E&P 18

Normas Aplicveis 18

MECANISMOS DE CORROSO 19

Principais agentes corrosivos 19

Pontos Tratados 20

Materiais usuais para emprego em plataformas 23

CONCLUSO 25

Desafios de novos projetos 25

Dificuldades e problemas 26

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 26

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INTRODUO

O ao tem sido o material mais empregado na maioria dos segmentos de bens de

produo bsicos da sociedade. E, nessas ltimas dcadas, tem havido progressos

considerveis tanto na fabricao de novas ligas ferrosas e ligas no-ferrosas quanto no

desenvolvimento de novos materiais compsitos. Por outro lado, dada amplitude do

uso do ao-carbono comum, de se esperar que o campo de exposio deteriorao

tambm ocorra de maneira ampla.

O processo corrosivo mais amplo traz desdobramentos tpicos, inscritos na

agenda de setores especficos da produo. Sem que se perceba, ao longo da formao,

o processo corrosivo acaba fazendo parte, direta ou indiretamente, do cotidiano

profissional diversificado, comeando com o projeto propriamente dito, as montagens, a

operao de produo, a inspeo e terminando no efluente industrial.

Nesta agenda de situaes tcnicas se incluem os equipamentos de produo, as

utilidades e as tubulaes e consequentemente, em torno deles gravitam as fraturas,

rompimentos, contaminaes, exploses, etc., todos eles passveis de conseqncias

trgicas, e at fatais. No caso de refinarias de petrleo, plataformas de produo e

petroqumicas, o estudo dos processos de corroso tem lugar maior, ao se ter em conta

que cerca de 50% das falhas de materiais esto creditadas corroso. No por acaso, o

processo de conhecimento tanto dos princpios da corroso e da proteo anticorrosiva,

bem como das regras de adequao prtica tem sido um desafio no campo da engenharia

de equipamentos e no monitoramento.

O fato que os prejuzos causados pelos danos de corroso do ponto de vista

econmico atingem custos extremamente altos, tanto diretos como indiretos, resultando

em considerveis desperdcios de investimento; isto sem falar dos acidentes ambientais

e perdas de vidas humanas provocadas por contaminaes, poluio e as possveis

falhas na segurana dos equipamentos. s vezes, o valor de um novo material que

substituir o antigo de vinte a cinquenta vezes superior, fato que acaba determinando a

opo pelo uso de aditivo qumico (inibidores de corroso) no retardamento ou inibio

do processo corrosivo como alternativa de custos. Tal sada resulta muitas vezes

desastrosa, tendo em vista que esses produtos, pela toxidez, acabam acarretando com

seu despejo ou vazamento uma agresso muito maior ao meio ambiente e contaminao

do prprio produto final jusante. Pelas cifras astronmicas de desperdcio, grandes

indstrias do primeiro mundo vm investindo em pesquisas no sentido de repensar

projetos e processos em busca de solues combinatrias, ao mesmo tempo mais

eficazes e menos onerosas. Mesmo com o avano tecnolgico no desenvolvimento de

novos materiais, produtos qumicos, processos ou adequaes de processos, os

processos tradicionais persistem, desencadeando direta ou indiretamente outros

problemas de corroso a exigir novos estudos, como o caso de ligas especiais de alta

resistncia mecnica ou de materiais compsitos.

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DESCRIO DAS UNIDADES OFFSHORE

Tipos de plataforma de petrleo

Uma plataforma de petrleo uma grande estrutura usada no mar para abrigar os

trabalhadores e as mquinas necessrias para a perfurao de poos e/ou produo de

leo. Dependendo das circunstncias, a plataforma pode ser fixada ao cho do oceano

ou pode consistir de uma ilha artificial flutuante.

Existem duas funes principais para as plataformas de petrleo: perfurao e

produo. As do primeiro grupo servem para encontrar o leo em poos ainda no

explorados. J as plataformas de produo so as que efetivamente extraem o petrleo

localizado no fundo do mar, levando-o superfcie.

Figura 1: tipos de plataformas

Fonte: Isiengenharia, acessado em 10/06/2015

Tabela 1 - Tipos de plataformas

Tipo Uso Permanncia

guas Rasas

Auto-elevatria perfurao / produo Provisria

Fixa ou Jaqueta perfurao / produo Definitiva

guas Profundas

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Tipo Uso Permanncia

Semi-submersveis perfurao / produo provisria / definitiva

Navio Sonda perfurao / produo Provisria

FSO

Floating Storage Offloading Produo Definitiva

FPU

Floating Production Unit Produo Definitiva

FPSO

Floating Production Storage

Offloading Produo Definitiva

TLP

Tension Leg Platform perfurao / produo Definitiva

Sar Buoy perfurao / produo Definitiva

Uma plataforma de petrleo uma grande estrutura usada no mar para abrigar os

trabalhadores e as mquinas necessrias para a perfurao de poos e/ou produo de

leo. Dependendo das circunstncias, a plataforma pode ser fixada ao cho do oceano

ou pode consistir de uma ilha artificial flutuante.

Existem duas funes principais para as plataformas de petrleo: perfurao e

produo. As do primeiro grupo servem para encontrar o leo em poos ainda no

explorados. J as plataformas de produo so as que efetivamente extraem o petrleo

localizado no fundo do mar, levando-o superfcie.

Figura 2: plataforma auto-elevatria


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Auto-elevatria

(guas rasas / perfurao e produo / provisria)

So constitudas basicamente de uma balsa equipada com estrutura de apoio, ou

pernas, que, acionadas mecnica ou hidraulicamente, movimentam-se para baixo at

atingirem o fundo do mar. Em seguida, inicia-se a elevao da plataforma acima do

nvel da gua, a uma altura segura e fora da ao das ondas. Essas plataformas so

mveis, sendo transportadas por rebocadores ou por propulso prpria. Destinam-se

perfurao de poos exploratrios na plataforma continental, em lminas d`gua que

variam de 5 a 130 metros.

Figura 3: plataforma fixa ou jaqueta


Fixa ou Jaqueta

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(guas rasas / perfurao e produo / definitiva)

Tm sido as preferidas nos campos localizados em lminas dgua de at 200 metros. Geralmente as plataformas fixas so constitudas de estruturas modulares de

ao, instaladas no local de operao sob estruturas chamadas jaquetas, presas com

estacas cravadas no fundo do mar. As plataformas fixas so projetadas para receber

todos os equipamentos de perfurao, estocagem de materiais, alojamento de pessoal,

bem como todas as instalaes necessrias para a produo dos poos. No tm

capacidade de estocagem de petrleo ou gs, que so enviados para a terra atravs de

oleodutos e gasodutos.

Figura 4: plataforma Semisubmersvel


Semisubmersvel

(guas profundas / perfurao e produo / provisria e definitiva).

So compostas de uma estrutura de um ou mais conveses, apoiadas em

flutuadores submersos. Uma unidade flutuante sofre movimentaes devido ao das

ondas, correntes e ventos, com possibilidade de danificar os equipamentos a serem

descidos no poo. Por isso, torna-se necessrio que ela fique posicionada na superfcie

do mar, dentro de um crculo com raio de tolerncia ditado pelos equipamentos de

subsuperfcie.

Dois tipos de sistema so responsveis pelo posicionamento da unidade

flutuante: o sistema de ancoragem e o sistema de posicionamento dinmico.O sistema

de ancoragem constitudo de 8 a 12 ncoras e cabos e/ou correntes, atuando como

molas que produzem esforos capazes de restaurar a posio do flutuante quando

modificada pela ao das ondas, ventos e correntes. No sistema de posicionamento

dinmico, no existe ligao fsica da plataforma com o fundo do mar, exceto a dos

equipamentos de perfurao. Sensores acsticos determinam a deriva, e propulsores no

casco acionados por computador restauram a posio da plataforma.

As plataformas semi-submersveis podem ou no ter propulso prpria. De

qualquer forma, apresentam grande mobilidade, sendo as preferidas para a perfurao

de poos exploratrios.

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Figura 5: navio sonda


Navio Sonda

(guas profundas / perfurao e produo / provisria)

um navio projetado para a perfurao de poos submarinos. Sua torre de

perfurao localiza-se no centro do navio, onde uma abertura no casco permite a

passagem da coluna de perfurao. O sistema de posicionamento do navio-sonda,

composto por sensores acsticos, propulsores e computadores, anula os efeitos do

vento, ondas e correntes que tendem a deslocar o navio de sua posio.

Figura 6: FSO, FPU or FPSO


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F S O Floating Storage Offloading F P U Floating Production Unity F P S O Floating Production Storage Offloading

(guas profundas / produo / definitiva)

So navios, em geral de grande porte, com capacidade para produzir, processar

e/ou armazenar petrleo e gs natural, estando ancorados em um local definido. Em

seus conveses, so instaladas plantas de processo para separar e tratar os fluidos

produzidos pelos poos. Depois de separado da gua e do gs, o petrleo produzido

pode ser armazenado nos tanques do prprio navio e/ou transferido para terra atravs de

navios aliviadores ou oleodutos. O gs comprimido enviado para terra atravs de

gasodutos e/ou re-injetado no reservatrio.

Figura 7: TLP


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TLP Tension Leg Platform

(guas profundas / perfurao e produo / definitiva)

Plataforma de pernas atirantadas so unidades flutuantes utilizadas para a produo de petrleo. Sua estrutura bastante semelhante a da plataforma

semissubmersvel. Porm, sua ancoragem ao fundo mar diferente: as TLPs so

ancoradas por estruturas tubulares, com os tendes fixos ao fundo do mar por estacas e

mantidos esticados pelo excesso de flutuao da plataforma, o que reduz severamente os

movimentos da mesma. Desta forma, as operaes de perfurao, completao e

produo das TLPs so semelhantes s executadas em plataformas fixas.

Figura 8: Spar Buoy


Spar Buoy

(guas profundas / perfurao e produo / definitiva)

O sistema Spar consiste de um cilindro vertical de ao de grande dimetro,

ancorado, operando com um calado de profundidade constante de cerca de 200 metros,

o que gera apenas pequenos movimentos verticais e, consequentemente, possibilita a

adoo de risers rgidos verticais de produo. Neste tipo de plataforma h utilizao de

supressores de vrtices em torno do cilindro com o objetivo de inibir vibraes

induzidas pelo fenmeno de Vortex Shedding.

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Equipamentos de sistemas submarinos da Petrobras

O papel da engenharia submarina tem sido decisivo para a produo em guas

profundas e ultraprofundas. Solues tecnolgicas sofisticadas, com equipamentos

bastante especficos, permite levar o petrleo e o gs natural do fundo do mar at as

unidades de produo. Alguns dos termos que designam esses equipamentos so

curiosos e outros, difceis de entender para quem no familiarizado com o tema.

rvore de Natal Molhada

Figura 9: rvore de Natal Molhada

Fonte: Petrobras, acessado em 10/06/2015

O nome rvore de natal surgiu na dcada de 1930, quando habitantes de provncias petrolferas terrestres, nos EUA, associaram o equipamento que estava coberto de neve a um pinheiro de Natal. Com a completao dos primeiros poos submarinos na dcada de 60, o termo ganhou o adjetivo molhada quando passou a ser instalada no fundo do mar.

Trata-se de um conjunto de vlvulas operadas remotamente, que controlam o

fluxo dos fluidos produzidos ou injetados no poo. Suporta elevadas presses e

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diferentes faixas de temperatura ambiente. instalada na cabea do poo submarino,

com o auxlio de mergulhadores (profundidades de at 300 metros) ou de veculos de

operao remota (ROV), para guas profundas e ultraprofundas.

Manifold

O manifold um conjunto de vlvulas e acessrios que serve para direcionar a

produo de vrios poos para um duto coletor, o qual conduz a produo total para

uma unidade de produo. Esse tipo de equipamento ajuda a reduzir o nmero de linhas

(dutos) conectadas plataforma, alm de diminuir o comprimento total das linhas de

poos usadas num sistema de produo. Pode tambm ser usado para permitir que um

grupo de poos compartilhe sistemas de injeo de gua e gas lift(elevao de leo e gs

at a superfcie por meio de gs pressurizado).

Figura 10: Mainfold


Linhas flexveis

As linhas flexveis so os dutos empregados em todo sistema submarino de

coleta e escoamento, que conduzem os fluidos produzidos pelo poo para as unidades de

produo. Elas podem ser utilizadas para a interligao de uma unidade a outra, para a

injeo ou o descarte de fluidos em reservatrios ou para a exportao da produo para

terra. Seu formato tubular, com camadas de materiais metlicos e no metlicos, cada

qual com uma funo especfica. Em suas extremidades, possuem acessrios

denominados conectores, ligando as rvores de natal molhadas a manifolds ou risers.

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Figura 11: Linhas flexveis


Risers

Rgidos ou flexveis, os risers so os

trechos suspensos das tubulaes que

interligam as linhas de produo

submarinas (vindas de uma rvore de

natal molhada ou de um manifold) s

plataformas. Podem tambm ser

utilizados para conduzir fluidos da

superfcie at o leito marinho, como

os risers de injeo e de exportao.

Figura 12: Risers


Equipamentos de interligao dos tipos PLET e PLEM

Os PLETs (Pipeline End Termination) so equipamentos que possibilitam a

interligao submarina entre dutos rgidos e dutos flexveis ou entre um duto e um

equipamento submarino.Os PLEMs (Pipeline End Manifold) so instalados na

extremidade de um trecho de duto, permitindo sua interligao com outros trechos de

dutos.

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Figura 13: Equipamento para interligao


Umbilicais

Os umbilicais eletro-hidrulicos so conjuntos

de mangueiras e cabos eltricos, utilizados para

operar remotamente equipamentos e vlvulas

submarinas, injetar produtos qumicos e

monitorar parmetros operacionais (temperatura

e presso) de poos.

Figura 14: Umbilicais


Processamento Primrio de Petrleo

As correntes de fluidos de diferentes poos que chegam atravs dos manifolds de

produo at a superfcie, em terra ou nas plataformas, no se encontram ainda

adequadas utilizao ou exportao. Como o interesse econmico somente na

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produo de hidrocarbonetos (leo e gs), h necessidade de dotar os campos

(martimos ou terrestres) de facilidades de produo, que so instalaes destinadas a

efetuar o processamento primrio dos fluidos, ou seja, a separao gs/leo/gua.

Figura 15: Esquema simplificado do Processamento Primrio de Fluidos (Petrleo)


Assim, o processamento primrio da produo tem como finalidades:

- promover a separao leo/gs/gua;

- tratar ou condicionar os hidrocarbonetos para que possam ser transferidos para as

refinarias ou Unidades de Processamento de Gs Natural (UPGNs);

- tratar a gua para que seja destinada condio ambiental e tecnicamente mais

aceitvel (descarte ou reaproveitamento).

De acordo com os estudos de reservatrio e de viabilidade tcnico-econmica,

um sistema de produo poder ter uma planta de processamento bem simples ou mais

complexa. As plantas simplificadas efetuam apenas a separao gs/leo/gua, enquanto

as mais completas incluem tratamento e estabilizao do leo, condicionamento e

compresso do gs, tratamento da gua oleosa, alm do tratamento de gua para injeo

no reservatrio e descarte.

A presso na qual os separadores operam pode variar bastante, dependendo do

grau de separao gs-leo desejado e da presso do leo no sistema de produo. A

separao em estgios, que tipicamente envolve separadores de alta, intermediria e

baixa presso em srie, visa maximizar a produo de leo e permitir que vrios poos

com diferentes presses de escoamento possam ser alimentados numa mesma facilidade

de produo.

Aps uma separao primria das correntes de fluidos produzidos, ocorre o

tratamento individual das fases gs, leo e gua a fim de se atingir as especificaes

necessrias comercializao do leo e gs e as especificaes ambientais para o

descarte da gua. Por exemplo:

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O gs natural no pode conter quantidades excessivas de CO2 e H2S. e deve ser liberado a uma presso especificada. O gs no deve conter vapor de gua que pode

condensar e formar hidratos e causar perdas de carga adicionais ou causar corroso nas

tubulaes. Conforme a especificao para Gs Natural constante da Portaria 104/2002

da Agncia Nacional de Petrleo (ANP), o mximo aceitvel de 3 a 5 libras por

milho de p cbico (lb/Mscf) sendo a especificao interna da Petrobras mais rgida

(mximo 2 lb/Mscf).

O leo no pode conter excessivas quantidades de gua e sedimentos (BS&W) e sais dissolvidos na gua. Valores tpicos mximos so 1% de BS&W e 570 ou 285

mg/L (ou ppm - partes por milho) de sal no leo, o primeiro limite para consumo

interno e o segundo para exportao.

A gua produzida deve possuir um valor limitado de leo disperso (teor de leo e graxas - TOG) para poder ser descartada. As regulamentaes internacionais para

plataformas limitam em 10 a 40 mg de leo por litro de gua. No Brasil este valor de

20 mg/L. Tambm a temperatura deve ser controlada para o descarte.

No sistema de gs, compressores podem ser necessrios para elevar a presso do

gs ao nvel desejado para a tubulao. Vrios estgios de compresso podem ser

necessrios para comprimir as correntes de baixa e intermediria presso. Os

compressores so normalmente acionados por turbinas a gs. Compressores devem ser

dimensionados com certo grau de flexibilidade para atender as variaes nas presses e

vazes volumtricas dos gases que ocorrem durante a vida de um campo. Alguns

campos requerem que o gs produzido passe por um processo de remoo de H2S,

quando o teor deste contaminante elevado. A maioria das facilidades de produo

requer que o gs passe por um sistema de remoo do vapor de gua presente no gs a

fim de reduzir a possibilidade de formao de hidratos (slidos de hidrocarbonetos leves

e gua que podem obstruir o sistema de gs).

No sistema de leo, o principal problema a remoo de gua emulsionada, que

tambm contm os sais dissolvidos e alguns sedimentos inorgnicos. Os vasos

tratadores de leo utilizam uma combinao de mtodos que se baseiam na adio de

compostos qumicos (chamados desemulsificantes), calor, introduo de um campo

eltrico e tempo de residncia para romper a pelcula de compostos emulsificantes que

circundam as gotculas de gua permitindo que elas se coalesam, formando gotas

maiores que decantam e permitem a separao em duas fases lquidas, uma oleosa e

uma aquosa. Se o leo produzido tiver um elevado teor de sal pode ser necessrio

adicionar gua fresca ao leo para permitir a diluio dos sais dissolvidos na gua

remanescente que sai com o leo tratado.

A corrente de gua produzida que escoa dos separadores trifsicos e do vaso

tratador de leo necessitam passar por um tratamento que visa remover gotculas de

leo que escaparam dos processos anteriores. Tanques separadores (skimmers),

hidrociclones e flotadores a gs podem ser utilizados para alcanar o limite mximo

admissvel de leo na gua a ser descartada ou injetada nos poos.

METODOLOGIA DE SELEO DE MATERIAIS PARA USO NA REA

OFFSHORE

A seleo de materiais regida basicamente por diretrizes corporativas,

condies especficas de cada projeto e Normas aplicveis.

Diretrizes do E&P

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O E&P corporativo da Petrobrs, responsvel pela Engenharia de Projetos,

Gerncia de Portiflios, alm do gerenciamento de diversas reas tcnicas como

Engenharia Naval, Processos e Facilidades de Produo, quem elabora e revisa as

diretrizes e gerencia o que se conhece como BOOK de DIRETRIZES, que esto

subdividas em trs grandes reas: martimas, terrestres e de pequeno porte.

Figura 16: Organograma da Engenharia Bsica E&P da Petrobrs

Fonte: CENPES/EB-E&P/FP

Normas Aplicveis

Atualmente o conjunto de normas para seleo de materiais para rea OFFSHORE

restringe-se a:

NORSOK M-001: Materials selection A Norsok uma entidade normativa Norueguesa que publica normas para rea

OFFSHORE.

Reflete a experincia dos operadores no Mar do Norte. Foco tanto para o Top-side como Subsea.

ISO 21457: Petroleum, petrochemical and natural gas industries - Selection and corrosion control foi oil and gas productionsystems

A ISO a entidade normativa mundial. A norma ISSO basicamente criada em cima da NORSOK M-001.

EMUA Publication n 194: Guidelines for materials selection and corrosion control for subsea oil and gas production equipment

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uma entidade que rene os operadores de plantas de processo, operadores de plantas de gerao de energia, operadoras de plataformas de processo, operadores de

terminais e outras plantas ao redor do mundo.

O documento trata dos princpios e prticas relacionadas a seleo de materiais e controle da corroso para equipamentos subsea.

NORSOK M-001

A norma M-001 visa:

Dar diretrizes e requisitos para: Avaliao de corroso e seleo de materiais,

Selecionar materiais adequados para determinados servios,

Proteo contra a corroso,

Limites de projeto para materiais especficos,

Requisitos de qualificao para novos materiais e novas aplicaes para os

materiais.

Por ser uma norma de uma entidade europia cita normas americanas, europeias (DIN principalmente) e ISO; alm de outras normas NORSOK.

A norma M-001 est estruturada em captulos:

General principles for materials selection and corrosion protection Fornece diretrizes e consideraes gerais para seleo de materiais

A NORSOK pede que sejam avaliados vrios itens na seleo de materiais.

Destes itens importante ressaltar a avaliao das condies anormais de

operao como:

Problemas na injeo de inibidor, Problemas nas unidades de remoo de CO2/H2S e/ou desidratao.

Corroso externa:

A NORSOK considera que as superfcies externas esto permanentemente molhadas e com lquido saturado com sais de cloretos.

Em casos de possibilidade de corroso sob tenso de aos inoxidveis sugere pintar para reduzir o risco.

Inibidor de corroso:

A NORSOK no recomenda trabalhar com inibidor de corroso para poos, arvores de natal submarinas e tubulaes sub sea, quando estes foram

construdos em ao carbono ou baixa liga.

O uso de inibidor de corroso no permite relaxar nos requisitos de material resistente ao H2S conforme ISO 15156.

Corroso sob isolamento:

A NORSOK recomenda pintar as linhas quando isoladas, mesmo as de ao resistente a corroso (CRA). A nica exceo so as tubulaes de Titnio.

Corroso galvnica:

A NORSOK apresenta algumas sugestes para minimizar a corroso galvnica em tubulaes, tais como o uso de um Spool de separao (de material

no condutor ou revestido com material no condutor) entre os dois trechos de

tubulao.

Proteo com uso do depsito de solda (weld overlay):

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O depsito em Inconel 625 pode ter um teor mximo de ferro de 10% na superfcie acabada.

Quando utilizar depsito de solda (weld overlay) para servio com gua do mar e situao com frestas, preocupar-se com a corroso por fresta do

material depositado.

Materials selection for specific applications/systems Trata da seleo de materiais para determinados servios (ex: Sistema de

captao de gua do mar)

Avisa que os requisitos so baseados na experincia dos operadores no Mar do

Norte.

Tem um item especfico para material de complementao de poos (5.3 Well

completion) e outro para facilidades de processo (5.5 Process facilities).

Apresenta tabelas de seleo de materiais para poos (Tabela 2) e outra para Facilidades de produo (Tabela 3).

A Norsok apresenta uma tabela (Tabela 3) com os materiais sugeridos para

cada sistema.

- O ao inox 316 citado para vrias aplicaes.

- Aos austeno-ferrticos (Duplex e Superduplex) e o superaustenticos

so citados.

Na introduo do captulo 5.5 Process facilities sugere uma padronizao dos

materiais de tubulao onde no aparece o AISI 304 (coerente com os requisitos das

diretrizes do E&P). A ausncia de molibdnio do AISI 304 torna-o mais susceptvel a

corroso em meio marinho.

Sistema para servio com gua do mar (item 5.5.3).

Aos inoxidveis: Superaustenitico e Super Duplex. No descreve as limitaes para o uso dos aos inoxidveis em gua do

mar sujeito a clorao. Estas iro aparecer no item 6 (Design limitations for

candidate materials).

Design limitations for candidate materials Fornece as limitaes de alguns materiais

Aos carbono e baixa liga: razo entre o limite de escoamento e o de

resistncia menor ou igual a 0,9.

Para materiais a serem soldados a tenso mnima de escoamento no deve ser

superior a 560MPa (embora possa ser aceito valores maiores).

Materiais para propsito de resistir a presso.

- Clad ou weld overlay com espessura mnima de 3mm.

- Tabela 6 com maiores detalhes.

- Tabela 7 para servio com H2S.

Qualification of materials and manufacturers Requisitos para qualificao de materiais e fornecedores

MECANISMOS DE CORROSO

Principais agentes corrosivos

Os principais agentes corrosivos combatidos na rea do E&P da Petrobrs so:

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- CO2, gs carbnico, com teor varivel nos leos;

- H2S, gs sulfdrico, com fonte natural ou biognica, dependendo de sua

origem, do petrleo ou de processos biolgicos relacionados injeo de gua para

recuperao, respectivamente;

- O2, oxignio, no presente na gua produzida, mas ocorre como contaminao.

- Cl-, cloretos, que ocorrem em maior ou menor grau na gua produzida.

- cidos orgnicos, como o actico, que pode ocorrer na gua de formao.

Pontos Tratados

Corroso pelo CO2: O CO2 o principal agente corrosivo encontrado nos campos do Pr-Sal.

- Uso dos aos inoxidveis grande.

- A corroso pelo CO2 devida a dissoluo do CO2 na gua formando o

cido carbnico (H2CO3).

Figura 17: Ilustrao da corroso mediante a presena de CO2

Fonte: http://www.nucleoinox.org.br, acessado em 10/06/15

- A corroso pode ser minimizada pela formao de uma camada protetora

de carbonato de ferro (FeCO3).

- A corroso pelo CO2 pode ser minimizada pela utilizao de aos

inoxidveis.

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Figura 18: Ilustrao da corroso mediante a presena de CO2 e formao de FeCO3 Fonte: http://www.nucleoinox.org.br, acessado em 10/06/15

Figura 19: Taxa de corroso para diversos percentuais de Cromo


Corroso pelo H2S: avaliado usualmente quanto ao risco de corroso sob tenso. Teores na rea do E&P usualmente muito baixos(usualmente na ordem

< 5 ppm).

- A maior preocupao quanto a questo da corroso sob tenso. A

avaliao do risco segundo norma NACE MR 0175/ISO 15156: Petroleum and

natural gs industries Materials for use in H2S containing envirenments in oil and gas production.

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Figura 20: Regies de ocasio de Corroso Sob Tenso CST para aos baixa liga em funo da pH e presso parcial do H2S.


Corroso pela gua do mar: toda plataforma tem seu sistema de captao de gua do mar.

Uso do ao inoxidvel limitado pela corroso por frestas. A corroso pela gua do mar basicamente devida a presena do O2.

Reao catdica: 2 + 22 + 4 4

O teor de oxignio influencia muito a taxa de corroso. O efeito dos cloretos destruir a proteo da camada de xido formada.

Materiais usuais nos projetos: Materiais Compsitos Reforados com Fibras e ao carbono com revestimento interno.

H um consenso geral de que o principal risco de corroso na utilizao de ao inoxidvel e outras ligas passivas corroso por fresta.

Figura 20: Temperaturas crticas

para alguns aos inoxidveis segundo a

NORSOK.

Fonte: www.nucleoinox.org.br,

acessado em 10/06/15

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Tais temperaturas crticas normalmente no podem serem consideradas como

dados de engenharia, mas podem ser instrumentos valiosos quando combinada com a

experincia e confiana de servio.

Clorao faz a diferena.

Figura 21: Potenciais de reduo e oxidao de diversos aos

Fonte: www.nucleoinox.org.br, acessado em 10/06/15

Materiais usuais para emprego em plataformas

Ao inox: Classes:

Ferrticos (ex: 405) Austenticos (ex: 316) Martensticos (ex: 410) Austeno-ferrticos (duplex e superduplex) Super austenticos

Mais empregados: Austenticos (316) Austeno-ferrticos (duplex e superduplex) Super-austenticos (904)

Limitaes: Corroso por Frestas ou Pits:

Menor resistncia corroso por Frestas.

Menor resistncia mecnica (quando comparado com o ao carbono) Caso dos austenticos

Duplex e superduplex tem alta resistncia mecnica

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Figura 22: Resistncia a corroso de diversos aos

Fonte: www.nucleoinox.org.br, acessado em 10/06/15

CONCLUSO

A corroso um problema cujas solues de engenharia so recentes, tratando-

se portanto, de uma rea promissora para pesquisas e desenvolvimento.

Na Petrobrs, mediante a gesto do E&P, a corroso combatida com respaldo

em diretrizes corporativas e normas tcnicas.

Desafios de novos projetos

EQUIPAMENTOS: o uso do ao inoxidvel se da caso a caso, considerando a

composio do meio, temperatura e presso.

Materiais empregados em projetos: Ao DUPLEX (31803), Ao SuperDuplex (32750/60), Ao inox 316, Ao carbono com clad em AISI 316.

TUBULAES: o uso est limitado as especificaes contidas na diretriz do E&P.

Nova perspectiva de uso para os aos especiais: Ao carbono com weld overlay em

Inconel 625.

Informaes gerais: Desenvolvimento recente (uso nos projetos do pr-sal), Foco: substituio aos aos inox Duplex e Superduplex importados. Curvas obtidas com dobramento por aquecimento por induo.

Requisitos rgidos de qualidade para garantir ausncia de fase frgil e trincamento.

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Dificuldades e problemas

Aos com alto teor de enxofre: impacto do sulfeto de mangans na corroso localizada.

Cuidado na soldagem de ao carbono prximo a tubulaes e equipamentos em ao

inoxidvel.

Preparao de superfcie com ferramentas inadequadas pode contaminar o metal,

levando a corroso.

Controle na soldagem dos aos Duplex e Superduplex: faixa de controle estreita.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

- http://www.isiengenharia.com.br/espaco-do-engenheiro/curiosidades/o-mundo-das-

plataformas-de-petroleo-2, acessado em 10 de junho de 2015;

- http://www.petrobras.com.br/fatos-e-dados/conheca-curiosidades-sobre-equipamentos-

de-nossos-sistemas-submarinos.htm, acessado em 10 de junho de 2015;

- Apostila Petrobrs O processamento primrio de petrleo. Universidade Petrobrs Escola de Cincias e Tecnologia E&P.

corrosão em unidades offshore

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