PROTEÇÃO CATÓDICA PROGRAMAÇÃO

PROTEÇÃO CATÓDICA
EFETIVO COMBATE À CORROSÃO ELETROQUÍMICA
PARTE 6: TÉCNICAS ESPECIAIS DE INSPEÇÕES EM DUTOS
TERRESTRES
Este material contém informações classificadas como NP-1
PROGRAMAÇÃO
1.Passo a passo;
2.DCVG;
3.Atenuação de corrente;
4.ACVG.
INTRODUÇÃO
• Estas técnicas especiais de inspeção de são
utilizadas para o controle da corrosão externa
de dutos.
• Fornecem informações do Revestimento e do
Sistema de PC sem a necessidade de escavação.
• Os dados obtidos são usados na elaboração de
um Plano de Reabilitação da Proteção
Anticorrosiva de Dutos.
INTRODUÇÃO
• A definição da técnica a ser empregada deve
considerar:
– Revestimento existente (novo/degradado);
– Presença de correntes de interferência;
– Necessidade de avaliar o estado do Sistema de PC.
• Necessitam da localização do duto na faixa de
servidão e da faixa de servidão em condições
de se caminhar!
QUANDO INSPECIONAR
1. Histórico de falhas (vazamentos por corrosão
externa) ou de perda de espessura (PIG
instrumentado);
2. Indicação que o Sistema de PC atingiu seu
limite;
3. Atendimento ao Plano de Integridade do Duto
(Periodicamente - intervalos de 5 a 10 anos).
POTENCIAL PASSO A PASSO
POTENCIAL PASSO A PASSO - OBJETIVOS
• O método Passo a Passo, também conhecido
como Close Interval Potencial Survey – CIPS tem
por objetivo:
– Traçar o perfil do potencial de proteção catódica
“ON” E “OFF”;
– Determinar locais com deficiência de proteção
(localização indireta de falhas de revestimento);
– Priorizar regiões para reabilitação da proteção
catódica.
POTENCIAL PASSO A PASSO EQUIPAMENTOS
• O método Passo a Passo utiliza os seguintes
equipamentos:
–
–
–
–
–
Interruptores de corrente dos retificadores;
Data loger / Registrador de potenciais;
Duas semi-células Cu/CuSO4 com hastes;
Bobina de fios;
Odômetro.
POTENCIAL PASSO A PASSO EQUIPAMENTOS
Chave de sincronismo
Registrador de
potenciais
Equipamentos para
a inspeção
POTENCIAL PASSO A PASSO PROCEDIMENTO
• A inspeção é realizada por um técnico
caminhando na faixa sobre a diretriz do duto,
registrando o potencial tubo-solo conectado a:
– Duas semi-células de cobre-sulfato de cobre;
– Um ponto de teste ou a um outro ponto de contato
com a tubulação.
• O alcance total dependente somente do
comprimento da bobina de fio.
POTENCIAL NO LOCAL DA FALHA DE
REVESTIMENTO
POTENCIAL PASSO A PASSO PROCEDIMENTO
POTENCIAL PASSO A PASSO –
DIFICULDADES...
POTENCIAL PASSO A PASSO –
INTERPRETAÇÃO
• O desempenho da PC e eventual falha do
revestimento são avaliados considerando os
potenciais ON/OFF obtidos.
• Mudanças bruscas nos potenciais, baixos valores
entre ON e OFF (queda IR) e valores OFF fora
do critério de proteção indicam existências de
anomalias.
POTENCIAL PASSO A PASSO – RESULTADOS
POTENCIAL PASSO A PASSO – RESULTADOS
100,00%
90,00%
80,00%
70,00%
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
10,00%
0,00%
KM I N S P E ÇÃ O C I P S
POTENCIAL PASSO A PASSO –
CORRELAÇÃO COM PIG INSTRUMENTADO
Distribuição da
Quantidade de
pontos de corrosão
externa por km
Potencial de subproteção catódica
POTENCIAL PASSO A PASSO –
CLASSIFICAÇÃO
• São identificadas as regiões com deficiência de
proteção catódica, ou seja, com potencial fora
dos critérios de proteção.
• A seguinte classificação pode ser usada:
– Região não protegida catodicamente;
– Região parcialmente protegida catodicamente;
– Região protegida catodicamente.
POTENCIAL PASSO A PASSO – LIMITAÇÕES
• Não localiza diretamente falhas no
revestimento. A localização de falhas depende
da indicação de potenciais;
• Depende do bom contato elétrico entre solo e a
semi-célula. Difícil utilização em superfícies
asfaltadas ou em travessia de rios;
• Não aplicável a dutos sujeitos a correntes de
interferência.
DCVG
DCVG - OBJETIVOS
• Localizar a falha no revestimento;
• Levantar áreas anódicas/anódicas, visando
determinar locais com deficiência de proteção
catódica;
• Estimar o tamanho da falha (graduação);
• Priorizar as falhas a serem mitigadas,
fornecendo informações para reabilitação do
revestimento ou da proteção catódica.
DCVG – EQUIPAMENTOS
• O método DCVG utiliza os seguintes
equipamentos:
– Interruptor de corrente;
– Milivoltímetro analógico sensível, de escala com zero
central;
– Duas semi-células de Cu/CuSo4 com hastes;
– GPS.
DCVG – EQUIPAMENTOS
Interruptor de corrente
Milivoltímetro analógico
DCVG – CONCEITO
• Quando uma corrente contínua é aplicada num
duto, um gradiente de potencial aparece no
solo devido a passagem da corrente através da
falha do revestimento.
• O gradiente de potencial é proporcional ao
fluxo de corrente e a proximidade da falha. Em
geral, quanto maior a falha, maior é o fluxo de
corrente.
DCVG – PROCEDIMENTO
• Instalam-se interruptores de corrente nos retificadores.
• O milivoltímetro é conectado a duas semi-células. Um
operador caminha pela faixa do duto tocando o solo
com as semi-células simultaneamente, sendo uma em
frente da outra, medindo o gradiente de potencial
sobre o duto.
• Quando o operador se aproxima da falha irá perceber,
no milivoltímetro, o início do sinal e a direção do fluxo
de corrente.
DCVG – PROCEDIMENTO
• Quando a falha é ultrapassada, a deflexão do ponteiro
inverte, e lentamente diminui conforme o operador se
afasta da falha.
• Retornando alguns passos, o operador encontrará uma
posição onde o ponteiro não está deflexionado, isto é,
ficará no zero central, a falha estará, então, entre as
duas semi-células.
• Repetindo-se este procedimento em ângulo reto será
encontrado o epicentro do gradiente de potencial. Este
ponto estará diretamente sobre a falha do
revestimento.
DCVG – PROCEDIMENTO
DCVG – PROCEDIMENTO
DCVG – PROCEDIMENTO
DCVG – PROCEDIMENTO
Demarcação da falha
Geoposicionamento
da falha
DCVG – AUSÊNCIA DE CABOS ELÉTRICOS
DCVG – LEVANTAMENTO DA
CARACTERÍSTICA DA FALHA
• O método DCVG pode estimar as características
eletroquímicas de cada falha, visando priorizar
ações corretivas:
–
–
–
–
Falha
Falha
Falha
Falha
catódica/catódica;
neutra/catódica;
anódica/catódica;
anódica/anódica.
• Nas inspeções realizadas pela TRANSPETRO,
esta classificação não tem se mostrado muito
eficiente.
DCVG – ESTIMATIVA DO TAMANHO DA
FALHA
• Outra forma de classificação de falhas e
tentativa de priorização de ações corretivas.
• A expressão “percentagem IR” (%IR) é adotada
para dar uma indicação do “tamanho elétrico”
da falha.
• A TRANSPETRO também encontrou deficiências
na utilização desta classificação.
DCVG – CLASSIFICAÇÃO
• As falhas informadas no relatório de inspeção
são classificadas segundo os seguintes dados:
– Categoria (% IR);
– Característica anódica/catódica/neutra;
– Comprimento da Falha (metros).
• A recomendação é utilizar correlacionar com
outras técnicas de inspeção, como o PIG
instrumentado.
DCVG – LIMITAÇÕES
• Não informa os potenciais de proteção
catódica, porém depende de um sinal
detectável;
• É uma técnica condutiva, dependendo do bom
contato elétrico entre solo e a semi-célula;
• Apresenta erros na presença de correntes de
interferência no solo;
ATENUAÇÃO DE CORRENTE
ATENUAÇÃO DE CORRENTE - OBJETIVOS
• Localiza o duto e determina a sua profundidade
a partir da superfície;
• Determina regiões com revestimento degradado
(avaliação qualitativa);
• Identifica locais ou componentes com consumo
excessivo de corrente de proteção catódica
(pontos de contato com outros dutos ou
estruturas);
• Localiza cabos elétricos.
ATENUAÇÃO DE CORRENTE –
EQUIPAMENTOS
• Os seguintes equipamentos são utilizados:
– Gerador/transmissor CA multifreqüência;
– Receptor digital;
– Hastes de aterramento (ou um leito de anodos).
ATENUAÇÃO DE CORRENTE –
EQUIPAMENTOS
Transmissor e receptor de sinais
ATENUAÇÃO DE CORRENTE – CONCEITO
• Essa técnica magnética não requer contato
elétrico com o solo e é capaz de obter
informações sobre coberturas como água,
concreto e asfalto.
• Uma corrente alternada é aplicada em trechos
do duto. As regiões com falhas no revestimento
são identificadas e classificadas conforme a
mudança da magnitude da corrente de teste.
• Essa técnica também é conhecida como PCM –
Pipeline Current Mapper.
ATENUAÇÃO DE CORRENTE – CONCEITO
• A corrente aplicada entre o solo e o duto,
retorna pela parede metálica do duto.
• O campo eletromagnético gerado pela corrente
pode ser medido na superfície do solo por um
receptor eletromagnético.
• A intensidade da corrente no duto varia,
basicamente, em função de dois fatores:
– A atenuação natural, em função da resistência
transversal do revestimento do duto, e
– A área metálica do duto (falha) em contato com o
solo.
ATENUAÇÃO DE CORRENTE – CONCEITO
• A corrente aplicada entre o solo e o duto, retorna pela
parede metálica do duto.
• O campo eletromagnético gerado pela corrente pode
ser medido na superfície do solo por um receptor
eletromagnético.
• A taxa de atenuação da corrente no duto é logarítmica.
Ela ocorre, basicamente, em função de dois fatores:
– A atenuação natural, em função da resistência transversal do
revestimento do duto, e
– A área metálica do duto (falha) em contato com o solo.
ATENUAÇÃO DE CORRENTE –
REPRESENTAÇÃO ELÉTRICA
G
~
ATENUAÇÃO DE CORRENTE –
LOCALIZAÇÃO DO DUTO
• Para a aplicação desse método, as seguintes
etapas são necessárias:
– Verificação do isolamento do duto nos pontos de
teste e junta de isolamento. Qualquer componente
que não esteja desconectado, é visto como uma
anomalia do revestimento;
– Localizar o duto a inspecionar. O receptor pode
captar o sinal de corrente e determina, por meio de
setas, a correta posição do duto.
ATENUAÇÃO DE CORRENTE –
LOCALIZAÇÃO DO DUTO
Duas bobinas, posicionadas 90º
uma da outra, trabalham em
conjunto para determinar a real
posição do duto.
LOCALIZAÇÃO DO DUTO – PROCEDIMENTO
SOLO
DUTO
LOCALIZAÇÃO DO DUTO – PROCEDIMENTO
SOLO
DUTO
LOCALIZAÇÃO DO DUTO – PROCEDIMENTO
SOLO
DUTO
LOCALIZAÇÃO DO DUTO – PROCEDIMENTO
Após a localização,
posicionar o transmissor
alinhado ao duto para
determinar sua
profundidade.
SOLO
DUTO
AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –
PROCEDIMENTO
• O transmissor/gerador é conectado a um
ponto do duto e a terra.
• Seleciona-se a corrente a ser aplicada ao
duto:
–
100, 300, 600, 1000 ou 3000 mA.
• Caminha-se sobre o duto fazendo-se leituras
da corrente com o receptor, em intervalos que
podem variar de 30 a 100 metros.
RETIFICADOR
DE PROTEÇ
PROTEÇÃO
CATÓ
CATÓDICA
AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –
PROCEDIMENTO
TRANSMISSOR
LEITO DE
ANODOS
1000 mA
FALHA DE
REVESTIMENTO
500 mA
1000 mA
500 mA
498 mA
495 mA
380 mA
378 mA
RESULTADO
TEÓ
TEÓRICO
ESPERADO
REGIÃO A SER PESQUISADA
- AUMENTAR O NÚ
NÚMERO DE
MEDIÇ
MEDIÇÕES ENTRE OS
PONTOS
AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –
PROCEDIMENTO
• Medir a corrente de teste ao longo do duto;
• Calcular o valor dB/m entre os intervalos de
medição;
• Representar os resultados em gráficos e
classificar as regiões conforme os valores
calculados.
AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –
GRÁFICOS
AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –
GRÁFICOS
AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –
CLASSIFICAÇÃO
Classificação Atenuação (dB/m)
A (alta)
Maior que 0,030
B (média)
de 0,030 a 0,021
C (baixa)
Inferior a 0,021
AVALIAÇÃO DO REVESTIMENTO –
CUIDADOS
• Se a localização do duto não estiver precisa,
as leituras de corrente e profundidade no
receptor podem conter erros.
• Em faixa com múltiplos dutos deve-se
assegurar um fluxo adequado de sinal no duto
a ser inspecionado.
• Interligação subterrâneas entre dutos causam
erros. Qualquer ligação deve ser realizada em
pontos de teste.
ATENUAÇÃO DE CORRENTE – VANTAGENS
• Grande alcance, podendo chegar a 20 km
dependendo da qualidade do revestimento;
• Prioriza as falhas do revestimento a serem
reparadas (é recomendável sempre fazer a
correlação com outras técnicas, como o ACVG
e o PIG);
• Aplicável a dutos sujeitos a correntes de
interferência.
ACVG
ACVG – OBJETIVOS
• Localizar a falha no revestimento (avaliação
quantitativa);
• Classificar cada falha;
• Priorizar as falhas a serem mitigadas.
ACVG – EQUIPAMENTOS
• Utiliza os mesmos equipamentos da técnica
Atenuação de Corrente mais :
–
Suporte de contato com o solo (A-Frame);
–
Equipamento para geoposicionamento - DGPS.
ACVG – EQUIPAMENTOS
Arco A-Frame
Receptor e transmissor de sinais
ACVG – CONCEITO
• A técnica ACVG (Alternating Current Voltage
Gradient) é também conhecida como a
Avaliação Quantitativa do revestimento. Essa
técnica normalmente complementa a técnica
Atenuação de Corrente.
• Ela se baseia no gradiente de potencial no solo
causado pela corrente CA do gerador. A
localização é semelhante ao princípio de
detecção de falhas pelo Método DCVG.
ACVG – PROCEDIMENTO
•
Localiza-se regiões com deficiências no revestimento,
por meio da Atenuação de Potencial.
•
Faz-se um pente fino nestas regiões, utilizando o
equipamento A-Frame, acoplado ao receptor PCM,
que identifica a diferença de potencial no solo e
localiza a posição exata da falha.
•
A indicação da falha é dada por meio de uma seta no
painel do receptor que aponta na direção da falha e
faz sua graduação em decibéis (dB).
ACVG – PROCEDIMENTO
ACVG – RESULTADOS
• O resultados dessa inspeção é apresentado em
valor dB do A-Frame transversal, com a
graduação de cada falha individual.
• Como o valor dB transversal varia conforme a
corrente ajustada no transmissor, essa leitura
deve ser corrigida para um valor base de
referência, por exemplo de 1000 mA.
• Essa correção recebe o nome dB corrigido.
ACVG – RESULTADOS
ACVG – CLASSIFICAÇÃO DAS FALHAS
Classificação A-Frame Transversal (dB corrigido)
A (alta)
Maior que 81 dB
B (média)
66 a 80 dB
C (baixa)
51 a 65 dB
D (muito baixa)
Inferior a 50 dB
ACVG – CUIDADOS
• Todos os cuidados com a técnica de Atenuação
de Corrente (isolamento elétrico, localização
do duto) também devem ser observados, uma
vez que utiliza-se praticamente os mesmos
equipamentos.
• Depende de um bom contato das pontas do
A-frame com o solo.
ACVG – VANTAGENS
• Assim como a Atenuação de Corrente:
–
–
–
Grande alcance, podendo chegar a 20 km
dependendo da qualidade do revestimento;
Complementa os resultados levantados pela técnica
da Atenuação de Corrente, priorizando as falhas do
revestimento a serem reparadas (é recomendável
sempre fazer a correlação com outras técnicas,
como o PIG);
Aplicável a dutos sujeitos a correntes de
interferência.
EXEMPLOS DE FALHAS LOCALIZADAS
FIM