Introdução

Em 2008 a PETROBRAS através da sua Unidade de Exploração UNSEAL, contratou a ESTEIO Engenharia para a execução de levantamentos através da técnica PCM e análise do sistema da proteção catódica através da técnica do passo a passo também conhecida por CIS. Foram contratados levantamentos de 107 Km através da técnica PCM e 236 Km para análise do sistema de proteção catódica. No contrato também estava previsto o reparo de cabos nos Pontos de Testes (PTE) e a leitura da resistividade elétrica do solo para subsidiar os trabalhos realizados com o CIS.

Para dar inicio as atividades de mapeamento fez-se necessário adensar a rede geodésica existente, a qual utiliza o Aratu-SEAL como Datum de origem. Este adensamento facilitou o georreferenciamento dos trechos de localização PCM, encurtando os deslocamentos e minimizando os tempos de rastreamento GPS. A PETROBRAS forneceu as monografias dos marcos existentes e a partir destes foram programados os locais onde seriam instalados os novos marcos.

Conceito da Técnica PCM

A etapa inspeção do revestimento foi realizada logo após o duto ter sido localizado no terreno e sua geratriz demarcada na faixa de servidão, assegurando que todas as medições necessárias fossem realizadas sobre o duto, de forma inequívoca.

A Inspeção do revestimento no duto foi realizada em intervalos de 100 metros, assim como, analisado, identificado e graduado as regiões de falhas no revestimento anticorrosivo do duto.

A Inspeção Qualitativa consistiu do levantamento do Mapeamento de Corrente realizado em conjunto com a localização “in-situ” do duto graduando as regiões com revestimento danificado em três ou mais níveis de graduação para posterior avaliação e definição da PETROBRAS das áreas a serem complementadas pela Inspeção quantitativa.

A Inspeção Quantitativa consistiu na localização e demarcação no campo das falhas no revestimento, utilizando a técnica “A-Frame”, através do equipamento apropriado do fabricante Radiodection, e a colocação de marcos (de cor vermelha) numerada, posicionada no solo no epicentro das falhas.

Conceito da Técnica CIS

Através da técnica CIS (Close Interval Potential Survey) é possível se obter um perfil de potencial tubo/solo em intervalos muito próximos (por ex: a cada metro), fornecendo um perfil contínuo de potenciais de energização (on potential) e de polarização (off potential) da estrutura ao longo de toda a tubulação, permitindo assim, avaliar de forma eficiente, os pontos da tubulação com falha no revestimento e principalmente com nível deficiente de proteção.

A eficiência do sistema de proteção catódica de tubulações enterradas, pode ser verificada pela medição de potencial tubo/solo ao longo deste. Para medição do potencial, utiliza-se um eletrodo de referência, posicionado diretamente no solo sobre a tubulação existente.

Os eletrodos de referencia assim como a tubulação estão conectados a um voltímetro. O potencial tubo/solo com a corrente impressa ligada (circulando), fornece o potencial de energização (on potential). Se esta medição fosse feita diretamente sobre a tubulação, fato que raramente ocorre já que a tubulação esta enterrada, a medição do potencial seria precisa, como na prática o eletrodo é colocado na superfície do solo, o mesmo esta sujeito ao fluxo de corrente de proteção, assim como outra qualquer corrente contínua existente no solo (eletrólito). Estas correntes causam uma queda de potencial entre o eletrodo de referencia e o defeito no revestimento, isto implica em um erro no potencial medido (on potential), denominado de queda ôhmica – IR, que pode variar em função da resistividade do solo e do fluxo da corrente local.

A técnica mais utilizada para minimizar o erro da queda ôhmica -IR (onde não existem correntes de interferência), esta baseada no fato de que a IR é substancialmente reduzida imediatamente após o desligamento da corrente de proteção catódica. A partir deste momento, a polarização catódica, ou a variação do potencial tubo/solo, decai lentamente, permitindo que se faça a medição do potencial minimizando o erro da queda ôhmica.

Para que o potencial de polarização seja verdadeiro, é necessário que todas as fontes (retificadores) sejam simultaneamente sincronizadas para ligar e desligar, o que será conseguido instalando-se nos retificadores interruptores de corrente Cronos GPS de 100Amps.

Descrição do Método CIS

A inspeção de Potencial Passo a Passo, é feita por um técnico caminhando ao longo da faixa de servidão sobre a diretriz do duto, medindo-se o potencial tubo/solo com o auxílio de hastes acopladas a semi-células e conectadas a um equipamento voltímetro/registrador, modelo Data-Logger G1, da MCM, e a um ponto de contato da tubulação (por ex: PTE, flange e etc). Esta técnica é utilizada para obter um perfil do potencial tubo/solo em função da distancia. Este perfil subsidia dados para análise do sistema de proteção catódica, do revestimento e alguns efeito de interferência.

Para eliminar os erros do potencial tubo/solo, provenientes da IR, são utilizados interruptores de correntes Cronos GPS de 100Amps, instalados e sincronizados nas unidades retificadoras (na prática, os mesmos são instalados na saída dos retificadores). A partir daí, os potencias tubo/solo, podem ser medidos instantaneamente após a interrupção da corrente (gerada pelo retificador), obtendo-se assim o potencial de polarização (off potential).

Os dados captados e armazenados pelo voltímetro/registrador Data-Logger G1, da MCM em campo, são posteriormente transferidos ao final do dia para um computador e posterior análise dos mesmos.

É importante destacar que o caminhamento e a leitura dos dados devem ser realizados com uma variação de localização da tubulação de até 60 centímetros. Esta localização foi feita preliminarmente com a técnica PCM, cuja precisão de localização está em torno dos 10 cm.

Avaliação do Método CIS

A avaliação da tubulação é feita com base nos potenciais de energização e de polarização (on/off potential) obtidos em campo, onde ambos devem ser mais negativos que um valor preestabelecido.

A combinação dos dados acima, além das informações de IR e elementos existentes ao longo da faixa (rios, retificadores, PTE entre outros), visualizados através de gráficos, permite através de interpretação dos resultados, identificar, por exemplo, a seguinte categoria de problemas:

Em função dos resultados obtidos decidir qual ação corretiva deverá ser tomada para recuperar o nível de proteção anticorrosiva, podendo ser tomada uma ou mais ações:

Para subsidiar os dados de potencial também foram realizados os levantamentos de resistividade elétrica do solo.

Limitações do Método CIS

A presença de correntes de interferência afeta de forma significativa a interpretação dos gráficos de potencial e polarização ao longo da tubulação, uma vez que a estas causam flutuações aleatórias nos potencias lidos.

Outro ponto a considerar, é que a mesma apresenta dificuldade de ser aplicada em áreas pavimentadas, sobre rodovias e rios.

É importante lembrar que durante as horas em que os levantamentos não são realizados os retificadores permanecem ligados sem as interrupções.

Produto Final

Foram emitidos relatórios de georreferenciamento dos dutos, relatórios de analise do revestimento, relatórios de reparo dos cabos dos PTEs, relatórios sobre a situação atual e recomendações para a melhoria do sistema de proteção catódica e plantas perfil contendo a localização das tubulações.