Técnicas de
Monitoramento e
Controle de
Processos Corrosivos
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CORROSÃO
Falhas e danos em plantas
industriais e equipamentos
Alto custo adicional:
¾reparos
¾produto perdido ou contaminado
¾dano ambiental
¾segurança humana
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
INSPEÇÃO
¾paralisações periódicas programadas
¾paralisações não programadas
alto custo
Reduzir a freqüência das paradas
SISTEMA DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
O MONITORAMENTO DA CORROSÃO
pode ser definido com uma forma
sistemática de medição da corrosão ou
da degradação de equipamentos e
instalações, com o objetivo de auxiliar a
compreensão do processo corrosivo
e/ou obter informações úteis para o
controle da corrosão e suas
conseqüências.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
MONITORAMENTO DE CORROSÃO
¾Melhor seleção de materiais
¾Emprego de revestimentos protetores e
resistentes
¾Escolha demedidas de controle de corrosão.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
O MONITORAMENTO DA CORROSÃO
É COMPLEXO PORQUE:
•há vários tipos diferentes de corrosão;
•a corrosão pode ser uniforme em cima de uma área ou
concentrado em áreas muito pequenas (pitting);
•taxas de corrosão podem variar substancialmente, mesmo
em espaços relativamente curtos;
•não existe uma única técnica de medida capaz de detectar
todas as diferentes condições .
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
BENEFÍCIOS DO MONITORAMENTO DA CORROSÃO
CORROSÃO
¾ 3 a 4% do PIB de um país desenvolvido.
¾ Acima de 25% das falhas e danos na indústria de óleo
e gás
EMPREGO DA TECNOLOGIA DE MONITORAMENTO
9Economia acima de 33% dos custos com corrosão
9Redução da freqüência de falhas e danos nas plantas
industrias
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
BENEFÍCIOS DO MONITORAMENTO DA CORROSÃO
Nível
de
sofisticação
do
sistema
monitorando
Economia
nos
Custos
Potenciais
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
BENEFÍCIOS DO MONITORAMENTO DA CORROSÃO
O monitoramento da corrosão também pode ajudar de
vários modos:
™Prover advertência precoce que condições prejudiciais estão se
desenvolvendo no processo;
™Revelar uma correlação entre as mudanças nos parâmetros de
processo e o efeito deles na corrosividade do sistema;
™Diagnosticar um problema particular de corrosão, e correlacionalo aos parâmetros de controle: pressão, temperatura, pH,
velocidade de fluxo, etc;
™Avaliar a efetividade de um programa de controle/prevenção de
corrosão;
™Prover o gerenciamento de informações necessárias às
exigências de manutenção em contínuas condições de operação.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
Monitoramento da corrosão (ENG. de
CORROSÃO) é a prática de medir a
corrosividade de um fluido processado ou a
degradação do material de um equipamento
através do uso de provadores de corrosão ou
"sondas corrosimétricas” e de análises
químicas e microbiológicas.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
Provadores ou sondas:
¾inseridos ou conectados nos equipamentos
¾expostos continuamente às condições de
fluxo do processo
¾podem ser mecânicos, elétricos ou
dispositivos eletroquímicos
Análises químicas e microbiológicas:
¾resíduos de corrosão
¾fluidos de processo.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
MÉTODOS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
A - Métodos Analíticos
- Análise química de fluidos e resíduos
- Análise Microbiológica de fluidos e
resíduos
- Controle de pH, temperatura
- Análise de teor de O2,CO2, H2S
- Residual de inibidor de corrosão
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MÉTODOS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
B - Métodos Não Destrutivos
- Ultra-som
- Partículas magnéticas
- Emissão acústica
- Radiografia
- Correntes parasitas
- Líquido penetrante
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MÉTODOS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
C - Métodos de Engenharia de Corrosão
Técnicas não Eletroquímicas
- Cupons de perda de massa
- Resistência Elétrica (ER)
- Field Signature Method (FSM)
Técnicas Eletroquímicas
- Resistência de Polarização Linear (LPR)
- Impedância Eletroquímica (EIS)
- Amperímetro de Resistência Nula (ZRA)
- Ruído Eletroquímico (EN)
- Técnica de Permeação de Hidrogênio
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
CLASSIFICAÇÃO
As técnicas de monitoração da corrosão
interna podem ser classificadas em duas
categorias:
-intrusiva – sensor em contato direto com o
fluido;
- extrusiva – sensor não tem contato com o
fluido.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
TÉCNICAS INTRUSIVAS
Podemos classificar os dispositivos que
introduzem
os
sensores
dentro
dos
equipamentos em dispositivos de baixa
(abaixo de 1500 psi) ou alta pressão (acima de
1500 psi). A diferença básica entre estes
dispositivos é a pressão e temperatura
máxima de trabalho das ferramentas, ou seja,
os resultados de taxa e forma de corrosão
não são afetados pela ferramenta utilizada.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
TÉCNICAS EXTRUSIVAS
Não sofrem influência da pressão interna do
equipamento. Algumas variáveis que podem
afetar os resultados dos sensores:
- temperatura externa do equipamento;
- vibração do equipamento;
- sensibilidade da técnica utilizada.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
•Qualquer que seja a técnica, a avaliação é pontual ou
em uma pequena seção e sua extrapolação para os
demais locais dependerá do conhecimento de todas as
variáveis que podem afetar o processo corrosivo.
•Logo os pontos escolhidos para monitoramento da
corrosão deveram estar localizados em regiões
representativos ou próxima delas, quando a acesso
aos locais sejam impeditivos.
•Os equipamentos utilizados no monitoramento tem
que ser a prova de explosão, em vista da necessidade
de energia para sua operação.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
CUPONS DE
PERDA DE
MASSA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
™Os cupons são altamente usados pela indústria de
produção de óleo e gás
™Utilizada em qualquer tipo de meio (aerado ou não, oleosa
ou não, alta ou baixa temperatura, etc.)
™Acesso de maneira bastante simples às taxas de corrosão
em linhas e equipamentos fabricados em aço carbono
™Metodologia é relativamente barata
™Dados de longos períodos são obtidos
™Informações a respeito da morfologia de pites e depósitos.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Cupom ⇒mesmo material do equipamento
¾O cupom é introduzido no processo (Tomadas de acesso)
¾Após um intervalo de tempo razoável o cupom é retirado
¾O cupom é limpado de todo o produto de corrosão
¾O cupom é novamente pesado
¾A perda de massa é convertida a uma perda de espessura
total, ou taxa de corrosão generalizada.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
TAXA DE CORROSÃO COM CUPONS DE MASSA:
•determinar a variação (perda) de massa do cupom;
•dividir pelo produto da densidade do metal, pela área total
exposta (incluindo as bordas) e tempo de exposição
•As áreas cobertas pelo suporte do cupom e isoladores
devem ser excluídas.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Fórmulas para calcular a taxa de corrosão
(NACE Standard RP 0775)
Taxa de corrosão em mm/ano
T = (∆m . 365(dias/ano) . 1000(mm3/cm3) / (S . t . d)
onde:
T = Taxa de corrosão (mm/ano).
∆m= Perda de massa (g).
S = Área da superfície do cupom exposta (mm2).
d = Densidade (g/cm3).
t = tempo (dias)
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CUPONS DE PERDA DE MASSA
Fórmulas para calcular a taxa de corrosão
(NACE Standard RP 0775)
Taxa de corrosão em mpy (mils per year – milésimos de polegada por ano)
T = (∆m . 365(dias/ano) . 1000(mils/pol) / (S . t . d. 16,4(cm3/pol3) )
onde:
T = Taxa de corrosão (mm/ano).
∆m= Perda de massa (g).
S = Área da superfície do cupom exposta (pol2).
d = Densidade (g/cm3).
t = tempo (dias)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Fórmulas para calcular a taxa de corrosão
(NACE Standard RP 0775)
Taxa de pite, corrosão localizada, pode ser calculada através da
fórmula:
Tp = p x 365
T
onde:
p = profundidade do pite mais profundo (microscopia) (mm);
T = tempo de exposição (dias);
Tp = taxa de pite (mm/ano).
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TIPOS CUPONS DE PERDA DE MASSA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Cupons
Cuponsde
dePerda
Perdade
deMassa
Massatipo
tipoFlush
Flush
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Cupom
CupomPerda
Perdade
de
Massa
Tangencial
Massa Tangencial
após
apósEnsaio
Ensaio
Cupom
CupomPerda
Perda
de
Massa
de Massaapós
após
Limpeza
Limpeza
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CUPONS DE PERDA DE MASSA
Cupons
Cuponsde
dePerda
Perdade
deMassa
MassaeePorta-cupons
Porta-cupons
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Cupons
Cuponsde
dePerda
Perdade
deMassa
MassaTipo
TipoHaste
Haste
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
Cupons
Cuponsde
dePerda
Perdade
deMassa
MassaTipo
TipoHaste
Haste
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Cupons
Cuponsde
dePerda
Perdade
deMassa
MassaeePorta-cupons
Porta-cupons
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CUPONS DE PERDA DE MASSA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
Microscopia Ótica
10x
MEV
50x
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Exemplo
Exemplode
degráfico
gráficoTaxa
Taxade
decorrosão
corrosãovs.
vs.Tempo
Tempo
obtidos
através
de
cupons
de
perda
de
massa
obtidos através de cupons de perda de massa
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
OUTROS TIPOS DE CUPONS
Cupons
Cuponsde
deperda
perdade
demassa
massaCOM
COMSOLDA
SOLDA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
OUTROS TIPOS DE CUPONS
Cupons
Cuponsde
deperda
perdade
demassa
massapara
paraEnsaios
Ensaiosde
de
CORROSÃO
CORROSÃOSOB
SOBTENSÃO
TENSÃO(CST)
(CST)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
OUTROS TIPOS DE CUPONS
cupons
cuponsde
deperda
perdade
demassa
massapara
paraEnsaios
Ensaiosde
de
CORROSÃO
CORROSÃOSOB
SOBTENSÃO
TENSÃO(CST)
(CST)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Vantagens da Técnica:
¾Apresenta no período de exposição a forma
de corrosão, uniforme ou localizada;
¾Mede a perda de espessura real no período
de exposição;
¾Caracterização do resíduo formado sobre o
cupom;
¾Verificação de camada protetora sobre o
cupom (filme ou óxido).
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Limitações da Técnica:
¾Tempo de exposição grande;
¾A taxa de corrosão calculada é um valor
médio para o período exposto;
¾Para sistemas com diferentes fluidos ou com
variação de parâmetros operacionais a taxa de
corrosão calculada não dá o indicativo da
situação mais agressiva;
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
CUPONS DE PERDA DE MASSA
Limitações da Técnica:
¾Dados de corrosão são históricos e fornecem
informações da performance do passado e
geralmente não podem fornecer dados de curtos
períodos de tempo ou dar respostas rápidas.
¾Material de fabricação do cupom tem que ser
o mesmo ao longo de todo o tempo de
monitoramento do equipamento.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
RESISTÊNCIA
ELÉTRICA
(Electrical
Resistance - ER)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
A técnica de resistência elétrica (ER) é uma das
técnicas mais empregadas para medir de taxas
de corrosão depois dos cupons de perda de
massa.
Sondas ER podem ser consideradas como
cupons de perdas de massa automáticas,
fornecendo dados de perda de metal
continuamente.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Sondas ER fornecem a tendência da taxa de
corrosão em função do tempo, permitindo
identificar com clareza os períodos de aumento
ou redução da corrosividade do meio associado
às variáveis do processo.
Não podem mostrar mudanças de corrosividade
nos fluidos ou taxas de corrosão pequenos
espaços de tempo.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
¾Medição da taxa de corrosão é
realizada a partir da variação da área,
provocada pela corrosão, da seção
transversal
do
elemento
sensor
(sonda/probe) exposto ao meio.
¾O desgaste da área exposta faz com
que a seção transversal do sensor
diminua, logo a perda de seção faz
com que a resistência elétrica do metal
varie.
¾A resistividade do material exposto é
comparada com um sensor referência
interno não exposto ao meio.
Ponte de Kelvin
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Método está fundamentado na equação:
1
R = ρ.l
A
onde:
R = resistência (ohm);
l = comprimento (cm);
A = área seção transversal (cm2);
ρ = resistividade do material (ohm.cm)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
O fato de o elemento de referência estar à mesma
temperatura do elemento sensor elimina o efeito de
variação de temperatura:
Rt = Ro (1 - α (T - To))
onde:
Rt = resistência à temperatura T;
Ro = resistência à temperatura To;
α = coeficiente de resistividade;
To = temperatura inicial;
T = temperatura final.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
⇒ Método mede taxas de corrosão em intervalos de
tempos curto e pode ser aplicados em qualquer tipo
de meio, não sendo necessário a presença de uma
fase líquida contínua.
⇒ A vida útil do sensor será função de sua
sensibilidade;
⇒ Existem diferentes tipos de sensores: tangenciais
(tipo flush) e transversais (tipo arame, tubo e pino);
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Tipos de Probes ER
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
⇒ O tempo de resposta do sensor será função de sua
espessura, quanto menor a espessura menor será o intervalo de
tempo para medida e maior a sensibilidade a alteração da taxa
de corrosão.
A coleta de dados pode ser realizada nas seguintes formas:
¾ coleta manual no local;
¾ os dados aquisitados podem ser armazenados em uma
estação coletora de dados (LOGGERS) para posterior resgate
das informações;
¾ transmissão on line, via satélite, rádio ou outra forma, em vista
das facilidades de saída de sinal analógico na forma de corrente
(4 - 20 mA).
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
PERDA DE METAL (µm)
TAXA DE
CORROSÃO
MÁXIMA NO
PERÍODO
TAXA DE CORROSÃO
MÉDIA DE TODO O
PERÍODO
TEMPO (dias)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
µm
50
40
30
20
Perda de metal
10
0
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
07/10/2001 to 20/05/2002
PNA-1 09-35 Metal Loss (µm)
Apr
May
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
mOhm
µm
50
30
40
28
26
30
24
Perda de metal
22
20
Resistência
20
10
18
0
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
07/10/2001 to 20/05/2002
PNA-1 09-35 Resistance (mOhm)
PNA-1 09-35 Metal Loss (µm)
May
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
µm
50
40
0,068 mm/ano
30
41,6 µm
20
Perda de metal
10
224,5 dias
0
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
07/10/2001 to 20/05/2002
PNA-1 09-35 Metal Loss (µm)
Taxa obtida com cupom no mesmo período = 0,097 mm/ano
May
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
µm
mm/y
50
0.4
40
0.3
30
0.2
20
Perda de metal
0.1
10
Taxa Acumulada de 7/7 dias
0
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
07/10/2001 to 20/05/2002
PNA-1 09-35 Metal Loss (µm)
PNA-1 09-35 Corrosion Rate (mm/y)
0.0
May
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Sonda (127 µm) totalmente desgatada
µm
120
110
100
90
2,8 mm/ano
80
70
60
99,3 µm
50
Perda de metal
40
30
12 dias
20
10
Wed 10
Thu 11
Fri 12
Sat 13
Sun 14
Mon 15
Tue 16
Wed 17
Thu 18
Fri 19
Sat 20
09/07/2002 to 22/07/2002
CRU 32 Metal Loss (µm)
Taxa obtida com cupom no mesmo período = 2,11 mm/ano
Sun 21
Mon 22
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Formação de filme condutor (?)
µm
mm/y
0.08
17
0.06
Taxa Acumulada de 7/7 dias
0.04
0.02
16
0.00
Perda de metal
Taxa Negativa
15
-0.02
-0.04
-0.06
Sep 24
Oct 01
Oct 08
Oct 15
Oct 22
Oct 29
Nov 05
Nov 12
Nov 19
17/09/2002 to 05/12/2002
PPM-1 12 Metal Loss (µm)
PPM-1 12 Corrosion Rate (mm/y)
Nov 26
Dec 03
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Vantagens da Técnica:
¾Pode ser utilizada em qualquer meio;
¾Calcula taxa de corrosão instantânea e estes podem
ser transferidos on line;
¾Técnica sensível a mudanças operacionais e regimes
de fluxo, desde que não ocorram em muito curto espaço
de tempo;
¾Através do perfil da taxa e perda de metal podemos
atuar nas variáveis de processo para minimizar a
corrosão;
¾Taxa de corrosão pode ser calculada em períodos de
tempo desejado.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Limitações da Técnica:
¾Método pouco sensível à corrosão localizada;
¾Material de fabricação do sensor é limitado a uma
pequena gama de materiais ;
¾Vida útil do sensor dependente da sensibilidade do
mesmo;
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Limitações da Técnica:
¾Quando utilizada em meios onde possa ocorrer a
formação de depósitos condutores (como os de sulfeto
de ferro) pois, como a ER mede a perda de espessura
do material, a deposição de camadas condutoras ou
semicondutoras e o recobrimento do sensor reduz a
leitura de resistência e, conseqüentemente, a medida de
perda de massa;
¾Variações de temperatura entre o elemento sensor
exposto e o de referência.
¾O uso de provadores de ER em campos ácidos não é
muito recomendado devido a possibilidade de depósitos
condutores de sulfeto de ferro.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA CORROSÃO
“FIELD
SIGNATURE
METHOD”
(FSM)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
™ FSM é usado para determinar taxas de corrosão e a
perda de massa em uma secção de um equipamento
baseada no princípio de condutividade elétrica tal como
a técnica de resistência elétrica.
™ O Método FSM é baseado na aplicação de uma
corrente elétrica direta através de eletrodos externos ao
longo da seção selecionada da estrutura a ser
monitorada. Os provadores internos detectam a
mudança no fluxo de corrente, e conseqüentemente,
variações de potenciais, devido à perda de metal da
parte interna do duto.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Seções estrategicamente monitoradas na parte externa da estrutura contêm
uma malha de eletrodos de metal (pinos) acoplados (soldados).
(Transformador)
P in o s (e le tro d o s )
I
I
(Entrada de corrente)
(Saída de corrente)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Variações de
Corrente
™
™
Variações de corrente são
canceladas com o uso de
uma referência.
A referência é uma peça de
metal feita do mesmo material
do equipamento e conectado
eletricamente em série com o
objeto monitorado.
Entrada I
Placa de Referência
Saída I
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
O FSM é composto de um grande número de resistores em série formados
pelos pares de pinos soldados na estrutura.
I
Soma (∆E1+∆E2+∆E3+∆E4+∆E5)
∆E1
∆E2
∆E3
FSM SPOOL
∆E4
I
∆E5
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Lei de Ohm
‰
‰
‰
Comprimento, L, and Largura, W, da matriz de pinos é contante;
A corrente é conhecida e controlada pelos instrumentos do FSM;
Espessura da parede do equipamento, T, e variação de potencial, ∆E,
são as únicas variáveis.
∆E = I.R
∆E ∝ R
R ∝ L / T.W
R ∝1 / T
∆E ∝ 1 / T
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Quando a corrente conhecida é aplicada entre os pares
de eletrodos ao longo da seção, os provadores internos
detectam pequenas variações de potencial na superfície
monitorada.
Através das diferenças de potencial é possível verificar
variações de resistência elétrica e assim detectar perdas
de metal da parte interna do duto.
A resistência média também pode ser calculada através
da medida de diferença de potencial entre todos os
resistores obtendo deste modo uma taxa de corrosão
média de toda a seção monitorada.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Para se monitorar a perda de espessura de
parede, deve-se medir as espessuras entre os
pares de pinos e ao mesmo tempo a diferença de
potencial entre os mesmos, criando uma
assinatura para a seção.
As medidas seguintes de diferença de potencial
são comparadas com as realizadas na assinatura
da seção e assim é calculada a variação de
espessura ao longo do tempo.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
É possível detectar corrosão por pites, trincas e
corrosão em áreas soldadas devido ao desvio dos
fluxos de corrente em torno dos defeitos.
Os algoritmos empregados para quantificação da
profundidade destes tipos de corrosão são
sofisticados e baseados em modelos empíricos,
não sendo possível obter uma resposta rápida.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Gráfico em 3D da variação da
espessura da parede de uma
estrutura contendo corrosão
localizada
Corrosão Localizada
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Gráfico em 2D da variação de profundidade do pite obtidos com FSM
(tratamento de dados)
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Inspeção Normal (UT)
1-2 hs + montagen de andaime
FSM
5 minutes e sem andaime
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Vantagens da Técnica:
¾ FSM combina as vantagens das sondas ER com técnicas de
inspeção de END;
¾ Possibilidade de monitorar corrosão por pite e em áreas
soldadas;
¾ Técnica não-intrusiva;
¾ Não é necessária instalação de tomadas de acesso e de
operações de troca de provadores;
¾ Não “requer manutenção” e nem reposição de material de
consumo;
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Vantagens da Técnica:
¾Vida útil infinita;
¾Pode ser utilizado em pontos de difícil acesso (construção do
equipamento)
¾ É adequado para monitoramento em áreas inacessíveis
como dutos enterrados, dutos e estruturas submarinas que
apresentam problemas de corrosão/erosão.
Técnicas de Monitoramento e Controle de Processos Corrosivos
FIELD SIGNATURE METHOD - FSM
Limitações da Técnica:
¾ Existem problemas de resultados devido às variações de
temperatura (resistência elétrica altamente dependente da
variação de temperatura) sendo necessário uso de algoritmos
específicos para compensação.
¾ Quantificação de corrosão por pites e em soldas é somente
realizada com análise matemática empregando-se algoritmos
específicos e complexos;
¾ Instalação e equipamentos altamente caros e fornecidos por
uma única empresa.