Avaliação de defeitos de corrosão para a estimativa de vida útil em tubulação de transporte de minério de bauxita

Abstract

RESUMO Os dutos são aplicados na indústria como forma de escoamento de fluidos entre fronteiras geograficamente distantes, apresentando ganhos ambientais, econômicos e de segurança. No entanto, os dutos estão sujeitos a defeitos que possam afetar a sua integridade. O objetivo deste estudo é estimar o tempo máximo de operação aceitável para um duto com a presença de defeito de corrosão antes que esse atinja a condição de risco de falha por ruptura. Foram considerados 30 defeitos reais existentes em um mineroduto de bauxita, obtidos após a identificação com o uso ferramentas de inspeção internas, PIG. Os dados gerados foram avaliados a partir dos procedimentos propostos pelas normas internacionais ASME B31G nível 1 e DNV-RP-F101 parte B, desenvolvidas com base em modelos analíticos semiempíricos que fornecem práticas recomendadas para avaliar tubulações que contêm corrosão para a determinação da pressão interna de falha em dutos. Também foi proposto o estudo sobre o crescimento do defeito, de forma a estimar a vida útil máxima desse sistema antes que seja necessário ser reparado. Os resultados indicaram que o modelo semiempírico proposto pela norma B31G possui valores mais conservadores, com valores médios de pressão de falha obedecendo a seguinte ordem: ASME B31G < ASME B31G modificado < DNV-RP-F101 defeito isolado < DNV-RP-F101 defeito complexo. A taxa de crescimento de corrosão obtida foi de 0,1732 mm/ano, e para erosão encontrou-se o valor de 0,6088 mm/ano. Para estimativa de vida útil dos dutos com a presença de defeitos, todos os 13 tubos com defeitos de erosão apresentaram falhas por pressão, sendo que 14 tubos com a presença de defeitos de corrosão falharam pelo mesmo critério de profundidade (80% e 85%), e os 3 defeitos restantes apresentaram comportamento atípico de falha por pressão para a norma proposto pela DNV-RP-F101. É importante destacar que a intervenção de todos estes defeitos mapeados passou por campanha de troca de tubos no terceiro trimestre do ano de 2020, logo estes não apresentam o risco de ruptura e danos ao ambiente ou as comunidades do entorno desse local.___ABSTRACT The pipelines are applied in industry as a means of flowing fluids across geographically distant borders, presenting environmental, economic and safety gains. However, it is still subject to acquiring defects that can affect its integrity. The purpose of this study is to estimate the maximum acceptable operating time for a pipe with a corrosion defect before it reaches the risk of failure. Were considered 30 real defects existing in a bauxite pipeline, obtained after identification using internal inspection tools, PIG. The generated data were evaluated from the procedures proposed by the international standards ASME B31G level 1 and DNV-RP-F101 part B developed based on semi-empirical analytical models that provide best practices for the evaluation of pipes that contain corrosion, a study on the defect growth has also been proposed, making it possible to obtain the maximum service life of this system before it needs to be repaired. The results indicated that the semi-empirical model proposed by the B31G standard has more conservative values, the mean values of failure pressure obey the following order: ASME B31G < ASME B31G modified <DNV-RP-F101 single defect <DNV-RP-F101 complex defect. The corrosion growth rate obtained was 0.1732 mm/year and for erosion growth rate the value of 0.6088 mm/year. All 13 pipes with erosion defects fail due to pressure, 14 pipes with the presence of corrosion defects fail due to reaching the maximum defect depth limit (80% and 85%), the remaining 3 defects exhibited atypical pressure failure behavior to the standard proposed by DNV-RP-F101, all these mapped defects were maintained in the third quarter of 2020. Therefore, there is no risk of rupture and the possibility of damage to the environment or to the surrounding communities.