A corrosão em plataformas de petróleo é um dos principais desafios enfrentados pela indústria de exploração e produção offshore. Devido ao ambiente altamente agressivo, a durabilidade e a integridade dos equipamentos são constantemente ameaçadas. Este artigo revisa os impactos da corrosão em diferentes componentes de plataformas de petróleo, discute técnicas de mitigação e destaca produtos da Tectyl, especialmente os de base água, que têm se mostrado eficazes na proteção anticorrosiva.
Os equipamentos de uma plataforma de petróleo, incluindo dutos, válvulas, bombas, tanques e estruturas metálicas, estão constantemente expostos a ambientes severos, como a água do mar, neblina salina e variações de temperatura. Esses fatores aceleram os processos corrosivos, resultando em danos significativos e compromissos na segurança e na eficiência operacional. A corrosão nos dutos, por exemplo, pode levar ao vazamento de hidrocarbonetos, causando prejuízos econômicos e impactos ambientais. Em um estudo realizado por Melchers e Jeffrey (2008), foi observado que a corrosão microbiologicamente influenciada (MIC) pode ser particularmente problemática em ambientes marinhos, acelerando a deterioração do aço. Equipamentos como Árvores de Natal Molhadas (ANM), projetados para resistir a grandes profundidades e condições extremas, necessitam de proteção adicional durante o transporte e armazenamento. Antes de sua instalação final, esses equipamentos enfrentam condições que não foram projetados para suportar, tornando crucial a aplicação de revestimentos protetores para evitar a corrosão prematura.
As estruturas na água costeira do Oceano Atlântico que rodeia a região de Macaé na Bacia de Campos, Brasil, são expostas a cinco zonas de corrosão: Zona Atmosférica, Zona de Respingo, Zona de Maré, Zona Submersa e Zona de Subsolo. A corrosão nessas zonas é um processo eletroquímico onde a água do mar ou os sais dissolvidos na chuva ou na água condensada atuam como eletrólito, e os diferentes potenciais entre diferentes partes da estrutura de aço agravam a corrosão. A taxa de corrosão é influenciada por diversos fatores, como temperatura, salinidade e tempo de umidade (TOW).
Na Zona Atmosférica, a taxa de corrosão depende da altura acima do nível do mar. A cerca de 13 metros de altura, a taxa é de aproximadamente 0,4 mm/ano, aumentando para cerca de 0,7 mm/ano à medida que se aproxima do nível do mar. Isso se deve ao cloreto de sódio (NaCl) presente no ar e nos respingos de mar depositados no metal devido à ação do vento. Uma maior concentração de cloretos no metal, com o tempo, acelera a corrosão. A Zona de Respingo apresenta a maior taxa de corrosão, em torno de 0,95 mm/ano. Isso se deve ao alto conteúdo de oxigênio e cloretos dos respingos recorrentes de água do mar, que destroem qualquer filme protetor que possa se formar na superfície do aço.
Na Zona de Maré, que compreende regiões de maré alta e baixa, a taxa de corrosão varia de 0,65 a 0,35 mm/ano nas regiões de maré alta. As regiões de maré baixa têm uma taxa de corrosão mais baixa, cerca de 0,15 mm/ano, devido a uma célula diferencial entre a região de maré baixa e o pico da zona submersa adjacente. Quando as superfícies de aço estão expostas à atmosfera, os produtos de corrosão, óxido de ferro (FeO), são oxidados a estados de oxidação mais elevados, resultando em um potencial de corrosão mais nobre. Então, quando as superfícies são submersas durante a maré alta, a região nobre atua como cátodo, com a redução dos óxidos em suas superfícies.
Na Zona Submersa, a taxa de corrosão é de aproximadamente 0,35 mm/ano. Mais abaixo na superfície do aço, a corrosão é governada pela taxa de difusão de oxigênio através da água e do crescimento marinho presente na superfície do metal. Na Zona de Subsolo, a taxa de corrosão é controlada pela disponibilidade de oxigênio no solo e depende se o solo é considerado perturbado ou não perturbado. É também afetada pelas atividades microbianas. Em solo não perturbado, a taxa de corrosão pode ser de 0,03 mm/ano.
Além dos fatores mencionados, outros elementos, como a velocidade do vento e a salinidade, desempenham um papel crucial na corrosão. A região de Macaé é influenciada pelos ventos alísios do nordeste, que trazem umidade carregada de sal retirada do spray oceânico. As gotículas e/ou poeira de sal são então depositadas nas superfícies metálicas que estão em seu caminho de vento. A corrosão intensa ocorre em superfícies voltadas para os ventos predominantes, enquanto pouca ou nenhuma corrosão ocorre nas áreas protegidas atrás. A água do mar na região tem um teor de cloretos de 3,9%, comparado a 3,7% em outras regiões. Quanto maior a salinidade da água, mais rápido os íons cloreto conseguem penetrar no filme protetor.
Para garantir a eficácia das medidas anticorrosivas, é fundamental implementar estratégias abrangentes que envolvam inspeção regular, manutenção preventiva e o uso de tecnologias avançadas de monitoramento. A inspeção visual e as técnicas de ensaio não destrutivo (END), como ultrassom e radiografia, são amplamente utilizadas para detectar sinais precoces de corrosão e avaliar a integridade estrutural dos componentes. A manutenção preventiva inclui a aplicação periódica de revestimentos protetores e a reparação de áreas danificadas antes que a corrosão se torne crítica. Adicionalmente, o monitoramento contínuo das condições ambientais e dos parâmetros operacionais é crucial para prever e mitigar os processos corrosivos. Sensores de corrosão podem ser instalados em locais estratégicos para fornecer dados em tempo real sobre a taxa de corrosão, a concentração de íons corrosivos e outras variáveis ambientais. Esses dados permitem ajustes proativos nas estratégias de proteção e ajudam a evitar falhas inesperadas.
As práticas de proteção também devem considerar o impacto ambiental e a sustentabilidade. Os revestimentos de base água da Tectyl, por exemplo, são formulados para serem menos nocivos ao meio ambiente em comparação com os produtos tradicionais à base de solventes. Essa abordagem não só melhora a segurança dos trabalhadores e a sustentabilidade ambiental, mas também pode atender a regulamentos ambientais cada vez mais rigorosos. A formação e treinamento contínuos das equipes de manutenção e operação são igualmente importantes. Uma equipe bem treinada pode identificar sinais de corrosão precocemente e aplicar as melhores práticas de mitigação, assegurando que as medidas de proteção sejam eficazmente implementadas e mantidas. Além disso, a colaboração com fornecedores de revestimentos e especialistas em corrosão pode proporcionar acesso a tecnologias emergentes e soluções inovadoras. A integração de novas tecnologias, como a modelagem preditiva e a análise de dados, também está transformando a gestão da corrosão. Modelos preditivos podem simular diferentes cenários de corrosão com base em dados históricos e condições atuais, permitindo a previsão de áreas de risco e a otimização das estratégias de proteção. A análise de dados coletados de sensores e inspeções pode revelar padrões e tendências que não são imediatamente evidentes, ajudando a direcionar recursos e esforços para as áreas de maior necessidade.
Em conclusão, a proteção contra corrosão em plataformas de petróleo offshore é um desafio complexo que requer uma abordagem multifacetada. O uso de revestimentos especializados, como os produtos da Tectyl, combinados com inspeção regular, manutenção preventiva e tecnologias avançadas de monitoramento, são essenciais para mitigar os efeitos corrosivos e garantir a integridade estrutural e a segurança operacional. A implementação dessas estratégias não apenas protege os ativos valiosos da indústria petrolífera, mas também contribui para a sustentabilidade ambiental e a segurança dos trabalhadores. ----------- Corrosion on Oil Platforms: Impacts and Solutions with Tectyl Products
Corrosion on offshore oil platforms is one of the primary challenges faced by the oil exploration and production industry. Due to the highly aggressive environment, the durability and integrity of equipment are constantly at risk. This article reviews the impacts of corrosion on various components of oil platforms, discusses mitigation techniques, and highlights Tectyl products, particularly water-based ones, which have proven effective in corrosion protection.
Equipment on an oil platform, including pipes, valves, pumps, tanks, and metal structures, is constantly exposed to harsh environments such as seawater, saline mist, and temperature variations. These factors accelerate corrosive processes, leading to significant damage and compromises in safety and operational efficiency. Corrosion in pipes, for example, can lead to hydrocarbon leaks, causing economic losses and environmental impacts. A study by Melchers and Jeffrey (2008) observed that microbiologically influenced corrosion (MIC) can be particularly problematic in marine environments, accelerating the deterioration of steel. Equipment like Wet Christmas Trees (WCTs), designed to withstand great depths and extreme conditions, requires additional protection during transportation and storage. Before final installation, these equipment face conditions they were not designed to withstand, making the application of protective coatings crucial to prevent premature corrosion.
Structures in the coastal waters of the Atlantic Ocean around Macaé in the Campos Basin, Brazil, are exposed to five corrosion zones: Atmospheric Zone, Splash Zone, Tide Zone, Submerged Zone, and Soil Zone. Corrosion in these zones is an electrochemical process where seawater or salts dissolved in rain or condensed water act as an electrolyte, and different potentials between different parts of the steel structure exacerbate corrosion. The corrosion rate is influenced by various factors such as temperature, salinity, and time of wetness (TOW).
In the Atmospheric Zone, the corrosion rate depends on the height above sea level. At around 13 meters above sea level, the rate is approximately 0.4 mm/year, increasing to about 0.7 mm/year as it approaches sea level. This is due to the sodium chloride (NaCl) present in the air and sea spray deposits on the metal due to wind action. A higher concentration of chlorides on the metal over time accelerates corrosion. The Splash Zone presents the highest corrosion rate, around 0.95 mm/year. This is due to the high oxygen and chloride content of recurrent seawater splashes, which destroys any protective film that may form on the steel surface.
In the Tide Zone, which includes high and low tide areas, the corrosion rate ranges from 0.65 to 0.35 mm/year in high tide regions. Low tide areas have a lower corrosion rate, about 0.15 mm/year, due to a differential cell between the low tide region and the adjacent submerged zone peak. When steel surfaces are exposed to the atmosphere, corrosion products, iron oxide (FeO), are oxidized to higher oxidation states, resulting in a more noble corrosion potential. Thus, when surfaces are submerged during high tide, the noble region acts as a cathode, with the reduction of oxides on its surfaces.
In the Submerged Zone, the corrosion rate is approximately 0.35 mm/year. Further down the steel surface, corrosion is governed by the rate of oxygen diffusion through the water and marine growth present on the metal surface. In the Soil Zone, the corrosion rate is controlled by the availability of oxygen in the soil and depends on whether the soil is disturbed or undisturbed. It is also affected by microbial activity. In undisturbed soil, the corrosion rate can be 0.03 mm/year.
Besides the mentioned factors, other elements such as wind speed and salinity play a crucial role in corrosion. The Macaé region is influenced by the northeast trade winds, which bring moisture laden with salt from ocean spray. The droplets and/or salt dust are then deposited on metallic surfaces in their wind path. Intense corrosion occurs on surfaces facing the prevailing winds, while little or no corrosion occurs in protected areas behind. The seawater in the region has a chloride content of 3.9%, compared to 3.7% in other regions. The higher the water salinity, the faster chloride ions penetrate the protective film.
To ensure the effectiveness of corrosion control measures, it is essential to implement comprehensive strategies that include regular inspection, preventive maintenance, and the use of advanced monitoring technologies. Visual inspections and non-destructive testing (NDT) techniques, such as ultrasound and radiography, are widely used to detect early signs of corrosion and assess the structural integrity of components. Preventive maintenance includes periodic application of protective coatings and repair of damaged areas before corrosion becomes critical. Additionally, continuous monitoring of environmental conditions and operational parameters is crucial for predicting and mitigating corrosive processes. Corrosion sensors can be installed in strategic locations to provide real-time data on corrosion rates, chloride ion concentrations, and other environmental variables. This data allows for proactive adjustments to protection strategies and helps avoid unexpected failures.
Protection practices should also consider environmental impact and sustainability. Water-based coatings from Tectyl, for example, are formulated to be less harmful to the environment compared to traditional solvent-based products. This approach not only improves worker safety and environmental sustainability but also meets increasingly stringent environmental regulations. Continuous training and development of maintenance and operations teams are equally important. A well-trained team can identify corrosion signs early and apply best mitigation practices, ensuring that protection measures are effectively implemented and maintained. Additionally, collaboration with coating suppliers and corrosion experts can provide access to emerging technologies and innovative solutions. The integration of new technologies, such as predictive modeling and data analysis, is also transforming corrosion management. Predictive models can simulate different corrosion scenarios based on historical data and current conditions, allowing for the forecasting of risk areas and optimization of protection strategies. Data analysis from sensors and inspections can reveal patterns and trends that are not immediately apparent, helping to direct resources and efforts to areas of greatest need.
In conclusion, protecting against corrosion on offshore oil platforms is a complex challenge that requires a multifaceted approach. The use of specialized coatings, such as Tectyl products, combined with regular inspection, preventive maintenance, and advanced monitoring technologies, is essential to mitigating corrosive effects and ensuring structural integrity and operational safety. Implementing these strategies not only protects valuable assets in the oil industry but also contributes to environmental sustainability and worker safety.
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