Por que o tubo sem costura precisa de proteção
O tubo de aço sem costura não possui costura de solda para atuar como local preferencial de corrosão, mas o próprio aço ainda sofre corrosão. As tubulações enterradas enfrentam a química do solo, as águas subterrâneas, as correntes parasitas e a atividade bacteriana; linhas acima-do solo enfrentam umidade atmosférica, sal e poluição industrial; e o interior de um tubo está voltado para tudo o que o fluido transportado contém, desde água oxigenada até hidrocarbonetos úmidos que transportam dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio.
A corrosão reduz a espessura da parede, cria buracos que se tornam locais de início de fissuras e, eventualmente, produz vazamentos. Como a substituição de uma linha enterrada é muito mais cara do que a proteção, a tecnologia anti-corrosão é projetada como um sistema e não como um único produto: um revestimento ou forro fornece a barreira primária, a proteção catódica cobre os defeitos do revestimento e o tratamento químico controla o ambiente dentro do tubo.
Revestimentos e Revestimentos Internos
A proteção interna é selecionada de acordo com o meio transportado. O revestimento de argamassa de cimento, aplicado de acordo com AWWA C205, é a solução estabelecida para redes de água e esgoto; a argamassa alcalina neutraliza a água agressiva e forma uma camada protetora na superfície do aço, sendo aplicada por centrifugação para obter uma espessura uniforme. Revestimentos de epóxi e epóxi de fusão-interna são usados onde eficiência de fluxo, resistência a hidrocarbonetos ou resistência a água de processo levemente ácida são necessários e são frequentemente especificados para redes de incêndio, linhas de água potável e linhas de injeção de água em campos petrolíferos.
Para tubos que transportam fluidos de campos petrolíferos, os revestimentos internos reduzem a corrosão e a deposição de parafina ou incrustações, o que reduz a frequência de pigging e melhora o fluxo. Onde o revestimento interno é especificado, as extremidades do tubo geralmente são deixadas descobertas ou revestidas com um shop primer soldável para que as soldas em campo possam ser feitas sem danificar o revestimento.
Sistemas de Revestimento Externo
| Sistema | Descrição e uso típico |
|---|---|
| Epóxi colado-de fusão (FBE) | Pó epóxi pulverizado sobre uma superfície de tubo aquecida e jateada para formar uma película fina e firmemente unida. Aplicado de acordo com a ISO 21809-2 para dutos enterrados e submersos; variantes de camada-única ou de camada dupla são comuns. |
| Polietileno de três{0}}camadas (3LPE) | Primário FBE, adesivo copolímero e acabamento em polietileno extrudido, aplicado de acordo com a norma ISO 21809-1. Usado onde a resistência a danos mecânicos é importante, como em solos rochosos ou linhas de transmissão de longa distância. |
| Polipropileno de três{0}}camadas (3LPP) | A mesma construção com acabamento em polipropileno, escolhido para temperaturas de operação mais altas que as permitidas pelo polietileno. |
| Polietileno-de duas camadas | Polietileno adesivo e extrudado sem primer FBE, utilizado em serviços enterrados menos exigentes. |
| Epóxi líquido ou poliuretano | Sistemas-aplicados por pulverização para soldas circunferenciais, acessórios, reparos e tubulações de instalações, selecionados por categoria de exposição. |
| Spray térmico de alumínio ou zinco | Revestimento metálico pulverizado sobre a superfície jateada, usado onde uma barreira metálica e ação sacrificial são necessárias. |
| Fita adesiva à base de petróleo ou asfalto- | Envoltório-aplicado em campo usado para soldas circunferenciais e formas irregulares e para reabilitação de linhas existentes. |
Proteção Catódica
A proteção catódica não impede a corrosão; ele o afasta do aço. O tubo é transformado no cátodo de uma célula eletroquímica para que a reação anódica, que é a dissolução do ferro, não ocorra mais na superfície do tubo. Dois métodos são usados.
Na proteção sacrificial ou galvânica, ânodos de metal menos nobre são conectados ao tubo e enterrados ao lado dele. Os ânodos corroem preferencialmente e o tubo fica protegido. Este método é simples, não necessita de alimentação externa e é adequado para linhas curtas, revestimentos de poços e áreas congestionadas. Na proteção-de corrente impressa, um retificador de transformador fornece corrente contínua através de uma base de ânodos inertes, o que permite uma saída de corrente mais alta e mais controlável, tornando-o a escolha normal para longas linhas de transmissão e para grandes redes de tubulação de plantas. O projeto de sistemas-de dutos terrestres segue a ISO 15589-1.
O revestimento e o sistema de proteção catódica trabalham juntos: um revestimento-isento de férias mantém o requisito de corrente baixo, enquanto a corrente de proteção protege as pequenas áreas onde o revestimento é danificado ou onde ele se desprende durante a instalação. Danos ao revestimento durante o aterro têm, portanto, um efeito direto no custo operacional de todo o sistema, e é por isso que o manuseio cuidadoso e as pesquisas pós{2}}construção fazem parte do projeto de proteção.
Inibidores de Corrosão e Tratamento Químico Interno
Inibidores são adicionados ao fluido transportado para reduzir a taxa de corrosão na superfície interna do tubo. Inibidores-formadores de filme, geralmente baseados em compostos de nitrogênio, são adsorvidos na superfície do aço e formam uma barreira contra a fase aquosa. O tratamento em lote é usado para proteção intermitente, enquanto a injeção contínua é usada para produzir poços e linhas de processo. Em sistemas de água, os eliminadores de oxigênio e o controle de pH reduzem a agressividade do meio, e os biocidas são aplicados onde bactérias estão presentes e podem gerar subprodutos-corrosivos.
A seleção do inibidor é uma decisão do sistema. Dosagem, partição entre óleo e água, estabilidade de temperatura e compatibilidade com processos posteriores devem ser avaliadas, e o tratamento deve ser monitorado pela exposição ao cupom ou por uma sonda-on-line para que a proteção residual possa ser verificada em vez de presumida.
Pontos de Aplicação, Inspeção e Seleção
O desempenho do revestimento é decidido pela preparação da superfície. O jateamento com o grau de limpeza e perfil especificado na ISO 8501-1, normalmente um acabamento de metal quase{3}}branco com um padrão de ancoragem definido, é essencial para a adesão de sistemas FBE e de três camadas, e a contaminação por sal, óleo ou poeira deve ser removida e verificada antes da aplicação. Durante a aplicação, os controles importantes são a temperatura do aço, a qualidade do pó ou do extrudado e o intervalo entre o jateamento e o revestimento.
Após a aplicação, o revestimento é verificado quanto à espessura da película seca em intervalos definidos, quanto à continuidade por detecção de férias e quanto à adesão, flexibilidade e resistência ao impacto nas peças de teste de qualificação. Os revestimentos de solda circunferencial são inspecionados da mesma maneira após o resfriamento da solda, e a tubulação concluída é normalmente inspecionada para confirmar que o potencial de proteção é alcançado em todo o seu comprimento.
A seleção deve ser adaptada à temperatura operacional da linha, às condições do solo ou atmosféricas, ao método de instalação e à vida útil projetada. Quando uma linha passa através da rocha, o sistema de revestimento tem de resistir a danos mecânicos; onde opera em temperatura elevada, o polímero de acabamento precisa reter suas propriedades durante toda a vida útil do projeto, e não apenas em um teste-de curto prazo.
Perguntas frequentes
P: Qual revestimento externo é mais comum em tubos sem costura enterrados?
O epóxi-de fusão e o polietileno de três{1}}camadas dominam o serviço enterrado. O FBE é escolhido para tubulações onde é necessário um filme fino e bem{3}}ligado e a proteção catódica é bem projetada, enquanto o 3LPE é preferido onde o revestimento também deve resistir a danos mecânicos.
P: A proteção catódica funciona em um tubo não revestido?
Funciona, mas de forma ineficiente. A corrente necessária para proteger o aço descoberto é muito grande, por isso a proteção catódica é sempre combinada com um revestimento que mantém a área exposta ao mínimo.
P: O que é um teste de férias?
Um teste de continuidade em que um detector de alta-tensão é movido sobre o revestimento acabado para localizar furos, pontos finos e danos mecânicos. É uma verificação de aceitação de rotina para FBE e revestimentos de três{2}}camadas.
P: Como é protegido o interior de um cano de água?
Por um revestimento de argamassa de cimento aplicado de acordo com AWWA C205, muitas vezes combinado com um revestimento de argamassa no exterior para condições de solo agressivas. Os revestimentos epóxi são usados quando a qualidade da água ou a necessidade de vazão tornam a argamassa inadequada.
P: Quanto tempo dura um revestimento de tubulação?
A vida útil do projeto depende do sistema, da preparação da superfície, da instalação e do ambiente operacional. Os revestimentos FBE-bem aplicados e de três{2}}camadas em aço corretamente preparado são especificados para décadas de serviço enterrado, desde que o revestimento não seja danificado durante a instalação e que a proteção catódica seja mantida.
P: Os inibidores de corrosão podem substituir o revestimento interno?
Em muitos sistemas de produção e processamento eles são complementares. Os inibidores controlam a corrosão no fluido, mas a sua eficácia depende da dosagem contínua, enquanto um revestimento proporciona uma barreira permanente e reduz a necessidade de inibidor.
