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  27.10.17

Corroso em tanques


Laboratório do IPT estuda diferentes métodos de proteção à corrosão em tanques de armazenamento de petróleo


O Laboratório de Corrosão e Proteção do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) estudou, em parceria com o Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello da Petrobras – CENPES, dois diferentes métodos de proteção à corrosão sofrida pelos tanques utilizados no armazenamento de petróleo e derivados: proteção catódica com uso de corrente impressa e inibidores voláteis de corrosão (ICV).


Alternativas de proteção à corrosão têm efetividades diferentes em tanques de armazenamento de petróleo recém-instalados ou já existentes
 
O objetivo do estudo foi avaliar a eficiência da proteção no uso dos métodos, juntos ou separados, levando em consideração as possíveis contaminações e a corrosão do fundo dos tanques em testes laboratoriais e ensaios em protótipos. Neusvaldo Lira de Almeida, coordenador do projeto, explica que os tanques de petróleo são estruturas de aço-carbono com cerca de 80 metros de diâmetro, cujo fundo é assentado em areia e/ou em concreto.

“Frequentemente, a face externa da chaparia está sujeita à corrosão severa pela presença de contaminantes e de umidade entre ela e sua base de assentamento. Muitas vezes, a contaminação é decorrente de vazamentos de água produzida e de produto armazenado no tanque, inclusive por perfurações iniciadas na face interna das chapas. É também um ambiente sujeito à infiltração de água pluvial que pode estar contaminada com cloretos”, explica Almeida. “Nosso objetivo foi estudar dois métodos de proteção que atenuassem esses processos, diminuindo os períodos de paradas das atividades para a manutenção de tanque em razão da corrosão”.

Para o estudo, a pesquisadora Adriana de Araújo cita que foram concebidos dez protótipos de fundo de tanque para simular a condição em campo e avaliar o sistema de proteção catódica por corrente impressa e o de inibidores de corrosão. No caso do primeiro método, a chapa metálica torna-se um cátodo (polo positivo) de uma célula eletroquímica, através de sistema em que se utiliza de malha de anodo inerte instalada na base de assentamento. Essa instalação foi concebida de forma a avaliar diferentes arranjos para a injeção de uma corrente de proteção da face externa do fundo de tanque.

Como a proteção catódica atua somente nas áreas em que as chapas de fundo de tanque têm contato com a base de assentamento (de concreto ou areia), em alguns protótipos foi avaliada a ação de inibidores de corrosão, que atuam tanto nas áreas de contato como nas áreas sem contato da base com a chaparia. Adriana explica que os inibidores de corrosão são substâncias químicas voláteis que podem ser utilizadas na forma de pó ou líquida, sendo esta última adotada no estudo. Em ambos os casos, o inibidor atua com formação de película protetora na superfície do aço.

RESULTADOS – Nos protótipos foram simuladas as condições de exposição a agentes agressivos presentes nas instalações em campo e a aplicação da proteção catódica e de IVCs em dois momentos: antes e depois do início do processo corrosivo no metal. “Os métodos tem efetividades e objetivos diferentes se aplicados em tanques praticamente sem corrosão, ou em outros cujas estruturas de aço já sofreram algum tipo de dano. A primeira objetiva a prevenção, enquanto a segunda, a mitigação da corrosão”, diz Almeida.

Chaparia de fundo de tanque com problemas de corrosão
 
Os resultados finais do projeto, que durou três anos, incluíram a determinação das principais causas de corrosão externa das chapas, o que foi possível pela realização de visitas técnicas em campo para inspeção de tanques em período de manutenção, e a definição dos melhores sistemas de proteção contra a corrosão do aço, levando em consideração a condição dos tanques (recém-instalados ou já existentes). Além disso, possibilitou a proposição de uso de técnicas de monitoramento da corrosão do fundo de tanque dos sistemas em estudo.

“Ambas as técnicas foram consideradas adequadas para a proteção de tanques de armazenamento atmosférico, porém há limitações em cada uma delas. De maneira geral, o uso de inibidores voláteis de corrosão é a única técnica de proteção disponível para a mitigação da corrosão em tanques existentes, desprovidos de sistemas de proteção catódica. Para tanques novos, recomenda-se a adoção da técnica de proteção catódica associada ao uso de inibidor volátil de corrosão”, avalia a pesquisadora.

Segundo Almeida, o estudo traz diversas vantagens para a empresa, que ultrapassam a preservação da infraestrutura dos tanques. “O conhecimento produzido ajuda a otimizar o planejamento de paradas programadas, evita paradas não programadas por motivos de vazamento por corrosão e reduz a probabilidade de vazamentos, minimizando o impacto ao meio ambiente”, conclui.

INOVAÇÃO – Para fundo de tanques assentados em concreto armado, Adriana explica que foram pesquisadas alternativas para melhor funcionamento do método de proteção catódica através da otimização da condutividade do concreto de embutimento da malha de anodo. A iniciativa originou um projeto complementar, cujo escopo foi o desenvolvimento experimental de diversos tipos de grautes cimentícios (argamassa) com substâncias em concentrações específicas para melhorar a condutividade elétrica. A ideia era encontrar composições que venham a ser utilizadas na construção da base nos tanques de armazenamento atmosférico, já pensando em uma melhor proteção contra a corrosão das estruturas no futuro.

O projeto contou com o apoio do Laboratório de Materiais de Construção Civil do IPT, na execução dos ensaios dos materiais cimentícios e de amostras de concreto de tanques existentes em campo, e também do Laboratório de Equpamentos Elétricos e Ópticos, no desenvolvimento de um dispositivo para avaliar a condutividade dos materiais.