Anais do Congresso Internacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore
Anais do 28º Congresso Internacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore

Para escoamento do petróleo entre o poço e a unidade marítima de produção offshore são utilizados risers (dutos), rígidos em aço ou flexíveis construídos em multicamadas de arames de aço e polímeros. À medida que se instalam os risers em maiores profundidades e se transportam fluidos com componentes de H2S e CO2, mais desafios são enfrentados, tais como o efeito da alta pressão externa, aumento do peso do riser, ação das correntes marinhas e efeito da corrosão na estrutura dos dutos. Como solução para alguns desses problemas, os risers flexíveis têm se mostrado eficazes e vêm sendo amplamente utilizados em cenários de águas profundas. Entretanto, nos últimos anos, as condições operacionais das unidades de produção em águas profundas têm permitido a observação de diversas falhas em risers flexíveis. O principal modo de falha identificado tem sido a ruptura dos arames das armaduras de tração.

Neste trabalho foi avaliada a possibilidade de análise da integridade dos arames da armadura de tração de um riser flexível de 6 polegadas, utilizando método inverso de magnetostrição com equipamento portátil STRESSVISION. Os testes foram realizados numa parte de um riser real, com avaliação adicional do estado das tensões residuais das armaduras de tração.

Como corpos de prova foi utilizado uma amostra de riser flexível de diâmetro nominal externo de 6”, com comprimento de 1 m. O material do arame de armadura do riser é o aço SAE 1060, com seção transversal de 7 x 2 mm, conforme amostra cedida pelo Centro de Pesquisas da PETROBRAS (CENPES). Aplicando técnica de mapeamento magnético através do método de magnetostrição inversa foi avaliada a possibilidade de identificar o estado intacto das armaduras de tração do riser, sem remoção da camada externa de proteção. Utilizando técnicas de difração de raios-X, com equipamento portátil RAYSTRESS, foram medidas tensões residuais nas armaduras de tração integras e com ruptura induzida de forma artificial. A ruptura em um dos arames altera o estado das tensões no arame devido ao efeito de relaxamento das tensões mecânicas, e consequentemente, altera a uniformidade do mapeamento, permitindo desta forma concluir sobre eventual existência de arame rompido. A finalidade dos ensaios foi avaliar a possibilidade do método inverso de magnetostrição, com sensor do tipo MAS (sensor magneto-anisotrópico), detectar as falhas (rupturas) nos arames das armaduras externa e interna de tração com método de inspeção não destrutivo.

Os resultados dos ensaios permitiram concluir sobre aplicabilidade, sensibilidade e confiabilidade do mapeamento magnético na detecção de singularidades do campo de tensões residuais no local da ruptura do arame de tração e, consequentemente, sobre a possibilidade de uso desta técnica para análise da integridade do riser por inspeções não destrutivas in loco.