ANÁLISE DE FALHAS OCORRIDAS PELO FENÔMENO DE CORROSÃO
Por: Caroline Rezende • 1/9/2019 • Pesquisas Acadêmicas • 2.718 Palavras (11 Páginas) • 172 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
ANDRESSA MARIA JACKIW
LEILA HACK
RAMON GOUVEA DE PAULA
VICTOR TREVISAN
ANÁLISE DE FALHAS OCORRIDAS PELO FENÔMENO DE CORROSÃO
Curitiba
2016
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 1
2. MOTIVAÇÃO 1
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 1
4. DESCRIÇÃO DO SISTEMA AVALIADO 2
5. ANÁLISE DA FALHA 3
5.1. Análise de Falha para o Sistema do Gasoduto de Óleo 3
5.1.1.Inspeção Visual e Análise de Dados 3
5.1.2.Análise do Ambiente 3
5.1.3.Caracterização da Interface aço-revestimento-solo 4
5.1.4.Análise Mecânica e Metalúrgica 4
5.1.5.Comportamento Mecânico 4
5.2. Análise de Falha para o Sistema em que ocorreu o Acidente 5
5.2.1.Inspeção Visual 5
5.2.2.Espessura e outras Dimensões 5
5.2.3.Análise das Propriedades Mecânicas dos Componentes 6
5.2.4.Análise de Revestimento de Fibras de Malha 6
5.2.5.Estrutura Metalúrgica 6
5.2.6.Observação da Morfologia da Superfície na Ruptura 7
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 7
7. REFERÊNCIAS 8
INTRODUÇÃO
O seguinte trabalho apresenta um estudo sobre falhas em gasodutos. Em ambos os casos analisados, o motivo de tais falhas é o fenômeno de corrosão. Inicialmente, investiga-se as causas das falhas, para então ser possível descobrir e aplicar soluções para os problemas.
Gasodutos são uma das formas mais seguras para o transporte de hidrocarbonetos. No entanto, são vulneráveis à corrosão interna e externa, além de corrosão sob tensão, que são fatores dependentes do tempo. A geração de defeitos devido a corrosão, erosão e fadiga devido às flutuantes condições de pressão e temperaturas aumenta o risco de falhas em gasodutos. Falhas podem provocar acidentes devido ao vazamento de materiais perigosos, como explosões ou incêndios.
No caso do transporte de petróleo, deve ser feito uma análise de falha sistemática, já existem condições ambientais de corrosão. Uma análise de falhas deve responder a duas principais perguntas: quais foram as causas para a falha do sistema e por que o sistema falhou daquela maneira.
MOTIVAÇÃO
Dois artigos serão analisados, um referente à análise de falha e desempenho mecânico de um gasoduto de óleo e outro sobre a explosão de um gasoduto ocorrido em Taiwan.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O processo de corrosão é um fenômeno químico e eletroquímico geralmente espontâneo que obedece a princípios bastante estabelecidos na literatura (GENTIL, 2011). Sabendo isso, basta compreender o mecanismo de corrosão para poder adotar uma estratégia para minimizá-lo. O mecanismo de corrosão eletroquímico é composto pela reação anódica, catódica e pelo meio transportador de elétrons. Por exemplo, uma pilha de óxido-redução:
(oxidação do metal, anodo)[pic 1]
(redução em meio ácido não aerado, catodo)[pic 2]
Esse processo tem como força motriz a diferença de potencial eletroquímico entre as espécies oxidantes e redutoras. Retirando qualquer uma dessas variáveis da equação ou o meio transportador dos elétrons, o mecanismo de corrosão é imediatamente bastante reduzido (GENTIL, 2011).
Pela equação de Nernst pode-se ter ideia das variáveis que podem provocar uma variação do potencial eletroquímico e consequentemente ocasionar corrosão. Tal equação é:
[pic 3]
Um elemento produzido de um mesmo material pode sofrer corrosão em contato com um agente oxidande (); por um gradiente de temperatura () no material ou um gradiente de concentração ().[pic 4][pic 5][pic 6]
Uma pilha de concentração que provoca preocupação com a corrosão em várias indústrias diferentes é a pilha de aeração diferencial. Ela é formada quando há uma heterogeneidade na quantidade de oxigênio em contato com certa área do material. As reações que formam esse tipo de pilha são (GENTIL, 2011):
(reação anódica)[pic 7]
(reação catódica)[pic 8]
Um outro mecanismo está associado a atividade microbiana é a corrosão por formação de ácidos, mais especificamente corrosão por despolarização catódica em efluentes de esgoto. O aço forma FeS pela reação (GENTIL, 2011):
[pic 9]
Essa é a reação mais frequente em tubulações que estão em regiões anaeróbias de efluentes de petróleo sob o solo e em regiões de esgoto, onde há muita liberação de ácidos derivados do enxofre (GENTIL, 2011).
DESCRIÇÃO DO SISTEMA AVALIADO
Em ambos os casos citados no presente estudo, as falhas ocorreram devido ao fenômeno de corrosão, em que gasodutos estavam expostos a condições agressivas.
No artigo referente ao gasoduto de óleo, avaliou-se o caso de um duto posicionado no subsolo, em condições de aeração e razoável acidez (pH 6). A tubulação era constituída de aço com baixo teor de carbono API 5L X60, revestido de FBE (revestimento anticorrosivo), com diâmetro de 12 in, 14 km de comprimento e espessura de parede de 0,250 in. Não foram disponibilizadas informações sobre o fluido bombeado ou as condições de pressão a que a tubulação estava submetida, apenas os valores da pressão do teste hidrostático conduzido (90Kg/cm²).
...