Desenvolvimento de modelo de análise de integridade estrutural de equipamentos submarinos utilizados na exploração de petróleo e gás natural considerando o efeito da degradação por corrosão. - Veruz, Edilson Gabriel (2022)
Equipamentos submarinos utilizados na exploração de óleo e gás podem apresentar os mais diversos mecanismos de falha, dentre eles a corrosão interna uniforme. Nesse caso, inspeções periódicas podem revelar a severidade da deterioração e indicar a necessidade de substituição do equipamento. No entanto, inspeções em ambiente offshore são onerosas e, muitas vezes, limitadas a pontos específicos devido à geometria do equipamento. Uma alternativa de redução de custo de inspeção mantendo o compromisso com a segurança é o planejamento de Inspeções Baseadas em Risco (IBR). Dentre as etapas da IBR, a estimativa da probabilidade de ocorrência de falha é uma atividade importante. Em geral, normas de determinação de vida remanescente são empregadas com esse intuito. Contudo, as normas possuem limitações na determinação da redução de espessura de tubulações e dutos devido à corrosão interna, uma vez que requerem medidas da área (comprimento, largura e profundidade) afetada pelo mecanismo de degradação e, no caso de equipamentos submarinos, muitas vezes, essas medições são inviáveis. Como alternativa, modelos de estimação da redução de espessura com comportamento linear são empregados com objetivo de determinar as características da região afetada pela corrosão interna. Porém, esses modelos apresentam uma lacuna no que diz respeito à consideração das variações das condições de operação e como essas afetam a taxa de corrosão do metal (CR). O presente trabalho propõe uma alternativa aos modelos de redução de espessura convencionais por meio da consideração da espessura como uma variável aleatória. Nessa abordagem, a CR também é estimada como uma variável aleatória utilizando a técnica de delineamento de experimentos em conjunto com um software de predição de corrosão por dióxido de carbono. No presente estudo, empregou-se o modelo NORSOK. A metodologia proposta foi aplicada em um caso exemplo, um Spool de produção de uma árvore de natal molhada. Os resultados obtidos pelo modelo proposto foram comparados com o modelo de redução de espessura linear ao longo do tempo. Inicialmente, considerou-se operação contínua. Para a estimação da probabilidade de ocorrência de falha, os resultados de redução de espessura dos dois modelos foram empregados nas equações de estado limites formuladas pelas normas ASME B31G e ASME B31.3. Utilizou-se o método probabilístico condicionado avançado (AFOSM) para o cálculo da confiabilidade estrutural. A consequência de falha foi modelada utilizando o modelo universal de consequência de falhas para avaliação inicial de IBR para perda de contenção. As análises apresentadas pelo estudo de caso evidenciam que as incertezas associadas aos parâmetros que influenciam na CR e, consequentemente, na redução de espessura, afetam o cálculo de probabilidade de falha. Para o caso específico, também se destaca contabilização dos dias inoperantes do equipamento na estimativa da CR. Como resultado, a perda de material foi inferior e o risco não-tolerável foi postergado, otimizando a data de inspeção.