Introdução
Os revestimentos desempenham um papel fundamental na proteção dos sistemas de tubulação. As tubulações transportam combustíveis, água, produtos químicos e fluidos industriais que mantêm as cidades e as indústrias em funcionamento. Devido à sua estrutura subterrânea, eles são constantemente expostos a ambientes adversos, o que leva à corrosão, abrasão, ferrugem e muito mais. Isso pode enfraquecer a estrutura e o reparo pode ser caro.
O desenvolvimento e a construção de um sistema de tubulação requerem vários anos de planejamento, pesquisas e estudos, com a consideração de vários fatores. Assim, os revestimentos de tubulações servem como uma camada protetora nas superfícies externas e internas dos tubos. Eles garantem a integridade e uma vida útil mais longa, protegendo contra o solo, a água, a lama e outros elementos.
Este artigo explora tudo sobre revestimentos de tubulações - externos e internos -, como eles funcionam e como protegem diferentes tipos de corrosão. Além disso, discutiremos os principais revestimentos de tubulações e o processo de fabricação de tubulações revestidas. Portanto, leia até o final.
Revestimentos externos vs. revestimentos internos
Os revestimentos de tubulações devem ser feitos nas superfícies internas e externas dos tubos. Cada um deles tem um nível diferente de importância. A maioria dos oleodutos e gasodutos é revestida com um revestimento de barreira em combinação com um sistema de proteção catódica (CP). Eles não apenas evitam a corrosão do tubo, mas também melhoram a eficiência do fluxo. As normas regulatórias exigem essa combinação. Vamos dar uma olhada em como os revestimentos externos e internos diferem e em que aspectos:
Revestimentos externos:
Esses revestimentos são aplicados à superfície externa dos tubos e os protegem de ameaças externas, como terra, água do mar e danos mecânicos. O solo, por ser corrosivo por natureza, pode estar na forma de lama ou areia e causar danos graves. Além disso, rochas, minerais, bactérias e umidade também contribuem para os danos. É nesse ponto que os revestimentos externos, quando aplicados com o sistema CP, evitam a corrosão da tubulação e mantêm a integridade estrutural. Deve-se observar que, mesmo que a camada primária se degrade, a camada de CP ainda protege o tubo de aço nu.
Revestimentos internos:
Os revestimentos internos são aplicados no interior para proteger o tubo contra a corrosão causada pelo produto transportado. Isso inclui CO₂, H₂S, água ou sólidos. É por isso que, em vez de revestimentos finos à base de solvente, geralmente são aplicados revestimentos sólidos resistentes à corrosão. Esses revestimentos formam uma película densa e protetora que evita a umidade. Eles ajudam a bloquear a corrosão e a reduzir o atrito, permitindo que o fluido se mova com mais facilidade.
Tipos comuns de corrosão e mecanismos de proteção do revestimento
O principal motivo pelo qual as tubulações falham é a "corrosão". Ela começa pequena e cresce no isolamento, em condições úmidas, no solo ou em depósitos. Para lidar com isso, você precisa entender os tipos comuns de corrosão e como os revestimentos podem lidar com eles. Aqui estão alguns deles:
1) Corrosão uniforme (geral)
É o tipo mais comum de corrosão causada por condições de alta umidade. Além disso, pode ocorrer quando os metais são expostos a excesso de água, chuva, oxigênio, álcalis ou ácidos. Como resultado, a espessura da parede do material se solta com o tempo na superfície exposta. Isso leva à redução da capacidade de suporte de carga e se estende ao enfraquecimento de todo o material.
Aqui, o revestimento protege contra a corrosão formando uma camada. Ele separa o aço do oxigênio, da água e dos íons. Em resumo, menos contato significa menos corrosão.
2) Corrosão por pite
Uma forma altamente agressiva de corrosão que se forma devido a ambientes que contêm cloreto, como a exposição à água do mar. Ela rompe o filme, criando buracos profundos, aparentemente pequenos na superfície, mas que, na verdade, podem se estender a cavidades estreitas, causando vazamentos.
Os revestimentos de polímeros densos são ótimos para esse tipo de corrosão, pois se difundem lentamente. Se o revestimento resistir a danos, ele também reduzirá os pontos de iniciação de poços. Ao mesmo tempo, uma cobertura de borda contínua e de boa qualidade pode ser útil.
3) Corrosão em frestas (corrosão sob depósito ou em área protegida)
A corrosão em frestas ocorre devido ao esgotamento do oxigênio em áreas confinadas e estagnadas. Essas áreas incluem regiões de baixo depósito, parafusos, juntas sobrepostas e gaxetas. Ela se espalha rapidamente, enfraquecendo as juntas e os fixadores. É por isso que é difícil lidar com ela, pois, uma vez iniciada, cria condições agressivas.
O revestimento ajuda a vedar espaços estreitos, preencher a rugosidade da superfície e fechar caminhos. Os revestimentos de baixa permeabilidade reduzem o movimento da umidade retida. Ao mesmo tempo, o revestimento adequado das juntas e os sistemas aplicados em campo são essenciais para áreas soldadas onde ocorre corrosão em frestas.
4) Corrosão galvânica (corrosão de metais diferentes)
A principal causa da corrosão galvânica é a reação eletroquímica entre dois metais diferentes acoplados em um eletrólito. Nesse caso, um dos metais atua como cátodo e o outro como ânodo, enquanto o metal menos nobre se corrói rapidamente.
O uso de revestimentos de sacrifício pode ajudar a evitar a corrosão galvânica. Ele usa um metal como o zinco, de modo que o metal de base é poupado da corrosão. Em resumo, o revestimento interrompe o caminho elétrico através do eletrólito. Em linhas enterradas, o revestimento, quando combinado com um sistema de proteção catódica, pode funcionar bem. Isso se deve ao fato de que o sistema de PC pode tratar de pequenos defeitos.
Principais tipos de revestimentos de tubos disponíveis
Epóxis com Fusion Bonded (FBE)
Os epóxis ligados por fusão (FBEs) são epóxis termofixos e são usados como revestimentos externos para tubos. Eles são pulverizados sobre o aço quente. O pó derrete, flui e cura, formando uma camada protetora rígida. Essa camada pode ter até 14-16 mils de espessura. Ela pode resistir a condições subterrâneas e subaquáticas adversas.
Os principais pontos fortes incluem forte adesão, resistência química e resistência à temperatura. Todas essas propriedades fazem com que eles se destaquem em várias aplicações, incluindo plantas de processamento químico e transporte de petróleo e gás.
3PE/3PP (Polietileno/Polipropileno de Três Camadas)
Quando se trata de resistência ao impacto, os revestimentos 3PE/3PP se destacam. Esses revestimentos são de três camadas, o que envolve:
- 1ª camada (primer): Revestimento FBE. Ele funciona como uma camada adesiva e resistente à corrosão
- Segunda camada (meio): camada adesiva de copolímero. Ela serve como uma camada intermediária, unindo as camadas superior e inferior.
- 3ª camada (superior): camada de polietileno ou polipropileno. Ela ajuda na resistência ao impacto.
Eles combinam os benefícios do FBE e do polietileno/polipropileno. Como resultado, o revestimento é altamente resistente a impactos e possui resistência superior à temperatura. Os revestimentos 3PE/3PP são melhores para tubulações enterradas há muito tempo em solo agressivo ou em aplicações de alta resistência.
2PE/2PP (duas camadas)
É o mesmo que o sistema de 3 camadas, exceto pelo fato de que uma camada é eliminada. Em geral, é um adesivo mais uma camada de polietileno ou polipropileno. A camada superior oferece alta resistência ao impacto, e a base evita a corrosão. Portanto, a combinação tem bom desempenho em aplicações de tubulações enterradas.
No entanto, a camada 2PE/2PP é uma opção econômica.
Esmalte de alcatrão de carvão (CTE)
Usado há décadas, o esmalte de alcatrão de carvão (CTE) apresenta um longo histórico em aplicações de tubulação enterrada. Esses revestimentos formam uma cobertura termofixa que é curada com resina e um endurecedor. Após serem aplicados em várias camadas em tubos de aço quentes, eles curam para formar uma cobertura dura e protetora que resiste aos elementos externos.
Os revestimentos de esmalte de alcatrão de carvão (CTE) são geralmente econômicos. A cura do CTE leva um pouco mais de tempo (5 a 7 dias) porque o revestimento pode ter até 15 a 35 mils de espessura. Às vezes, é feita uma cura forçada, que leva 8 horas em altas temperaturas. Esses revestimentos são quimicamente resistentes e podem ter vida útil mais longa, o que faz com que sejam usados principalmente para reparos.
Poliuretano (PU)
Os revestimentos de poliuretano (PU) são comuns e podem ser usados em tubulações acima do solo e como revestimentos internos. Como esses revestimentos são fortes, flexíveis, resistentes aos raios UV e à abrasão e ao impacto, eles encontram aplicação em vários setores, como o de construção e o automotivo. Os revestimentos de PU curam rapidamente, permitindo taxas de produção mais altas.
Suas desvantagens incluem sensibilidade à temperatura em algumas variações e condições de umidade. Esses fatores afetam a qualidade do revestimento.
Galvanização por imersão a quente
Mesmo que o tubo seja durável e resistente à corrosão, a galvanização desempenha um papel fundamental. A galvanização por imersão a quente envolve a imersão do tubo em zinco fundido, o que proporciona um revestimento protetor. Esse método proporciona melhor proteção contra a corrosão.
Há várias vantagens na galvanização por imersão a quente. Ela é econômica, fácil e requer um mínimo de pré-tratamento. Elas são aplicadas principalmente a tubos acima do solo e não funcionam bem para tubos enterrados. Isso se deve ao fato de que o solo agressivo pode consumir o zinco.
Processo de fabricação de tubos revestidos
A fabricação de tubos revestidos é um processo demorado que envolve várias etapas. Se feito corretamente, o revestimento pode durar mais tempo, proporcionando melhor proteção contra a corrosão. No entanto, as condições incorretas podem não corresponder às metas de longa duração da tubulação.
Pré-tratamento da superfície do tubo de aço: Primeiro, a superfície do tubo de aço é limpa e perfilada. Essa etapa inicial envolve jateamento abrasivo, que ajuda a garantir a boa aderência das camadas superiores.
Aplicação de revestimento: Há vários métodos de aplicação de revestimentos em tubos de aço. As diferentes técnicas de aplicação incluem pulverização, imersão, eletrostática e laminação. O tipo de revestimento, os tipos de corrosão e a condição decidem qual técnica deve ser aplicada para garantir a integridade a longo prazo e a funcionalidade adequada. Após o revestimento, os tubos são curados.
Inspeção de qualidade: Por último, mas não menos importante, são realizadas verificações de inspeção e controle de qualidade. Essa etapa envolve o uso de ferramentas e técnicas de detecção de defeitos para identificar defeitos e avaliar a cobertura uniforme do revestimento.
Conclusão
Agora que você leu o artigo, deve saber como esses revestimentos desempenham um papel fundamental na proteção dos tubos de aço contra a corrosão e na extensão de sua vida útil. Esses revestimentos devem ser aplicados nas superfícies externa e interna do tubo. Isso ocorre porque o ambiente externo, a areia, as rochas, os minerais e a água afetam a superfície externa do tubo, mas os produtos internos que estão sendo transportados também corroem o tubo. Esses danos internos e externos enfraquecem a integridade estrutural e causam danos graves, resultando em reparos caros. Portanto, escolha o revestimento certo para a tubulação, dependendo do tipo de corrosão.
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