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[en] EVALUATION OF METHODOLOGIES FOR INTEGRITY MANAGEMENT OF RIGID PIPELINES / [pt] AVALIAÇÃO DE METODOLOGIAS PARA GERENCIAMENTO DA INTEGRIDADE DE DUTOS RÍGIDOSLEANDRO PEREIRA BASILIO 14 October 2009 (has links)
[pt] O mecanismo de falha por corrosão se apresenta, na maioria dos casos,
como o fator limitante na operação continuada de um duto. Esse mecanismo reduz
a resistência mecânica do duto, aumentando a necessidade de reparos com a
conseqüente diminuição da capacidade produtiva. A determinação da resistência
remanescente através da aplicação de metodologias semi-empíricas é uma prática
mundialmente aplicada, fato este que promoveu o surgimento de diversos
programas destinados à aplicação sistematizada dos métodos semi-empíricos.
Além do cálculo da resistência remanescente, os aplicativos desenvolvidos
fornecem diversas ferramentas adicionais, como a avaliação da confiabilidade das
ferramentas de inspeção, o cálculo do tempo ótimo para re-inspeção e a
determinação da confiabilidade do duto. No desenvolvimento deste trabalho,
foram comparados três diferentes programas na avaliação da integridade imediata
e futura de dutos de aço com defeitos de corrosão, dando-se ênfase na comparação
das pressões de falha e das probabilidades de falha fornecidas pelos programas.
Com o objetivo de estabelecer valores de referência, um modelo analítico para o
cálculo da probabilidade de falha imediata e futura foi desenvolvido, dando
enfoque nas incertezas associadas à medição feita por PIG Instrumentado e às
associadas às taxas de corrosão na profundidade e no comprimento do defeito. Os
diferentes métodos foram aplicados sobre um defeito hipotético isolado, e em
seguida em três diferentes dutos com defeitos reais de corrosão, abrangendo
diversas condições operacionais, de projeto e quanto ao estado de corrosão. Na
comparação dos programas, foram observados diferentes modelos de cálculo da
probabilidade de falha quanto à avaliação dos modos de falha por ruptura e por
vazamento como fenômenos dependentes e independentes. Os resultados de
probabilidade de falha apresentados pelos diferentes modelos se mostraram congruentes apenas em defeitos onde o modo de falha por vazamento se apresenta
como dominante. Em defeitos onde o modo de falha por ruptura se mostra
expressivo, o modelo de avaliação dos modos falha por ruptura e por vazamento
como fenômenos independentes apresenta maiores valores de probabilidade de
falha. Além disso, foi possível observar a influência dos diferentes modelos de
crescimento do defeito na previsão da pressão de falha e da probabilidade de
falha. Observou-se também a importância do uso de modelos de interação de
defeitos, observando-se pressões de falha até 50% inferiores com o uso do modelo
de interação de defeitos. / [en] The corrosion failure mechanism presents itself, in most of cases, as the
limiting factor of the continued operation of a steel pipeline. This failure
mechanism reduces the strength of the pipeline, increasing the demand for repair,
and consequently, reducing the production capacity. The determination of the
pipeline remaining strength through semi-empirical methodology application is a
practical worldwide applied, fact that promoted the appearance of many computer
programs for the systematic application of those semi-empirical methods. Besides
the calculation of the pipeline remaining strength, the developed programs provide
several additional tools, such as the reliability evaluation of the In Line Inspection
Tools, the determination of the optimum time for pipeline re-inspection and the
reliability evaluation of the pipeline in itself. In this work development, it was
compared three different programs in the immediate and future integrity
evaluation of real pipelines with corrosion defects, giving emphases at the
comparison of the burst pressure and failure probability supplied by the programs.
Aiming establish reference values for probability of failure, a analytical model
was developed to calculate the immediate and future probability of failure,
focusing the uncertainties associated with the In Line Inspection measurement and
with the corrosion rate in defect depth and length. The different methodologies
were applied under a hypothetic single defect, and next, in three different
pipelines with real corrosion defects, covering several operational conditions, of
design and of corrosion severity. In the program comparison, it was noticed
different models for calculating the probability of failure regarding the assessment
of failure modes by rupture and by leakage as dependent and independent
phenomena. The results of probability of failure presented by different models
were congruent only in defects where the failure mode by leakage appears as dominant. In defects where the failure mode by rupture is shown expressive, the
model of assessment of failure modes by rupture and by leakage as independent
phenomena presents higher values of probability of failure. Furthermore, it was
possible to observe the influence of different models of growth of the defect in the
calculation of the future failure pressure and the probability of failure. It was also
observed the importance of using models of interaction of defects, finding
difference up to 50% in the results of failure pressure.
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[en] CORROSION FAILURE MANAGEMENT IN PIPELINE / [pt] GERENCIAMENTO DE FALHAS POR CORROSÃO EM DUTOSANNE AGUIAR DE ARAUJO 14 November 2012 (has links)
[pt] Esta dissertação visa apresentar e comparar metodologias utilizadas para
estimar a taxa de corrosão a partir dos resultados obtidos em inspeção por pig
instrumentado tendo em vista que este método de avaliação de integridade é um
procedimento empregado por operadores de duto. Com esta finalidade foram
analisadas e comparadas as metodologias mais adequadas para o cálculo da taxa
de corrosão: Estimativa da Taxa de Corrosão baseada no Princípio de Atividade
Local, Estimativa da Taxa de Corrosão baseada no Cálculo do Parâmetro (a),
Estimativa da Taxa de Corrosão a partir do Intervalo de Confiança para a Média e
Estimativa da Taxa de Corrosão a partir da Distribuição de Valor Extremo. Para
cada um destes métodos foram empregados dados simulados e dados de inspeções
de um duto existente, utilizando ou não o mapeamento de anomalias por tabela, a
fim de conhecer e avaliar suas vantagens e limitações. Os resultados destas
comparações mostraram que apenas no caso em que a taxa de corrosão é estimada
partir do intervalo de confiança para a média, a correspondência entre as
anomalias (mapeamento) registradas nas inspeções ILI é obrigatória. As demais
metodologias podem ser aplicadas ao conjunto de anomalias mapeadas ou a todas
perdas de metal informadas no relatório de inspeção ILI. Foi verificado também
que os valores estimados para a taxa de corrosão quando é realizado o
mapeamento das anomalias diferem das taxas de corrosão calculadas quando a
comparação dos dados entre as inspeções não é efetuada. Embora tenha-se notado
esta diferença foi observado que existe uma equivalência quando comparadas as
taxas de corrosão de cada grupo. Ou seja, verifica-se uma correspondência entre
os valores estimados por cada metodologia ao comparar apenas os resultados das
anomalias mapeadas. O mesmo ocorre quando é efetuada a comparação entre
valores da taxa de corrosão obtidos apenas pelos métodos em que o mapeamento
das perdas de metal não foi realizado. Adicionalmente foi efetuada a comparação
entre as principais normas e publicações de gerenciamento de integridade de
dutos, como o ASME B31.8S, API 1160 e Muhlbauer. / [en] This work aims to present and compare methodologies used to estimate the
corrosion rate from ILI inspection results once this integrity assessment is a
procedure employed by pipeline operators. With this purpose the most appropriate
methodologies for calculating the corrosion rate were analyzed and compared:
Corrosion Rate Estimation based on the Principle of Local Corrosion Activity,
Corrosion Rate Estimation based on the Parameter (a), Corrosion Rate Estimation
from the Confidence Interval for Mean and Corrosion Rate Estimation from the
Extreme Value Distribution. For each of these methods were employed simulated
data and actual ILI inspection data, applying or not anomalies matching by table
to identify and evaluate their advantages and limitations. The comparison has
shown that the matching of the features is required only when the corrosion rate is
estimated from the confidence interval methodology. The other methods can be
applied to matched metal loss or all anomalies registered in ILI reported.
Furthermore, it was observed that the estimated corrosion rate from the anomalies
matching differ of calculated corrosion rate when matching of metal loss between
ILI inspections is not done. Although this difference has been identified, it was
observed an equivalence when the corrosion rates of each group were compared.
In other words, there is a correspondence between the values estimated by each
corrosion rate methodology when is used only the sample which represents the
matched metal loss.The same occurs when the comparison is carried out between
the corrosion rate values obtained only by methods where the defect mapping was
not done.Moreover, a comparison between the main codes and publications for
pipeline integrity management, as B31.8S ASME, API 1160 and Muhlbauer was
done.
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[en] BEHAVIOUR CORROSION OF API 5L X70 AND API 5L X80 STEELS IN A CO2 MEDIUM BY SURFACE ANALYSIS AND ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES / [pt] AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO EM CORROSÃO DOS AÇOS API 5LX70 E API 5LX80 EM MEIO CONTENDO CO2 POR TÉCNICAS DE ANÁLISES SUPERFICIAIS E ELETROQUÍMICASMILAGROS MABEL GUILLEN NUNEZ 30 October 2006 (has links)
[pt] A seleção de materiais para o transporte de óleo e gás não
é feita pela sua
resistência à corrosão, mas sim pelas suas boas
propriedades mecânicas, facilidade
de fabricação e baixos custos. Devido às taxas de perda de
material, causado pela
corrosão interna, existe necessidade em se conhecer o
comportamento dos aços de
mais alta resistência, utilizados especialmente em
gasodutos e oleodutos tais como
API 5L X70 e API 5L X80. Um dos elementos responsáveis
pela corrosão interna
é o dióxido de carbono (CO2). O principal produto de
corrosão da reação deste gás
com o aço é um precipitado de carbonato de ferro que em
determinada temperatura
se acredita poder retardar o processo de corrosão, agindo
como uma barreira à
difusão das espécies. Neste trabalho foi estudado o
comportamento destes aços
numa solução de 1% NaCl contendo CO2, e a estabilidade do
filme formado
(FeCO3) à diferentes temperaturas. Técnicas de análise
eletroquímicas como:
curvas de polarização, resistência à polarização linear e
de impedância
eletroquímica foram usadas para estudar a formação do
filme de carbonato de ferro
sobre a superfície dos aços. O filme também foi observado
e caracterizado por
microscópio eletrônico de varredura (MEV) e difração de
raios-X. / [en] The selection of materials for the transport of oil and
gas, is not always made
sufficiently emphasizing corrosion resistance, but rather
good mechanical
properties, ease of fabrication and low cost. Due to the
material loss rates resulting
from internal corrosion, it becomes necessary to
thoroughly characterize the
behaviour of the high strength steels which are used for
oil and gas pipelines, such
as API 5L X70 and API 5L X80. One the contributing factors
responsible for
internal corrosion is carbon dioxide (CO2). The main
corrosion product resulting
from the action of this gas, in solution, on the steel is
an iron carbonate precipitate
which is believed to retard further corrosion at some
temperatures, acting as a
diffusion barrier to the chemical species involved. The
current work studies the
behaviour of the above steels in a 1% NaCl solution
containing CO2, and the
stability of the FeCO3 film formed at different
temperatures. Electrochemical
analysis techniques, such as polarization curves, linear
polarization resistance and
impedance measurements were used to study the formation of
the iron carbonate
film on the surface of the steels. The film was also
observed and characterized by
scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction
(XRD).
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[en] NUMERICAL EVALUATION OF LOAD CAPACITY OF CORRODED PIPES / [pt] AVALIAÇÃO NUMÉRICA DA CAPACIDADE DE CARGA DE DUTOS CORROÍDOSJOABSON LIMA ALVES 17 July 2002 (has links)
[pt] Dutos são sistemas amplamente utilizados para o transporte
de óleo e gás. Desta forma, é importante que o mesmo opere
com eficiência e segurança. Com o passar do tempo os dutos
podem sofrer danos que podem causar prejuízos à sua
integridade estrutural e, consequentemente, prejuízo
financeiro às indústrias que os operam. Uma das formas mais
comuns de danos presentes nos dutos é a corrosão. Esta pode
comprometer a sua capacidade de carga. Com isto, a
determinação da resistência remanescente de dutos corroídos
tornou-se objeto de estudo de vários pesquisadores em todo
o mundo. Métodos empíricos utilizados para esta
determinação foram desenvolvidos e estão disponíveis na
literatura, e muitos deles são aplicáveis apenas em dutos
submetidos à pressão interna. Entretanto estes métodos se
mostram, em geral, bastante conservadores nesta
determinação. Assim, métodos alternativos têm sido
desenvolvidos baseados no método dos elementos finitos.
Este trabalho tem como objetivo avaliar a capacidade de
carga de dutos corroídos submetidos a carregamentos
combinados que tentam simular os que ocorrem no campo. Estes
carregamentos são: pressão interna, momento fletor e cargas
axiais. Carregamentos axiais são provenientes da variação
de temperatura e do efeito Poisson existente nas
extremidades dos dutos devido à pressão interna. Neste
trabalho realizou-se a modelagem de dutos submetidos à
carregamentos combinados, onde se tentou reproduzir ao
máximo as condições de ensaio. Tomou-se como base ensaios
experimentais e numéricos encontrados na literatura.
Aspectos globais sobre a modelagem são detalhados.
A modelagem dos exemplos aqui apresentados foi desenvolvida
no programa comercial ABAQUS Versão 6.1. / [en] Pipelines are widely employed systems by the transport of
oil and gas. Due to its great extensions and to economic
and environmental reasons it is important to assure safe and
efficient operation of the pipelines. After some time of
operation the pipes can present damage that can affect its
structural integrity, and require for repair and even
operation interruption with consequently financial losses
for the pipeline operating industries.One of the most
commonly registered defects by pipes is corrosion. The
determination of the residual load capacity of corroded
pipes is object of study of many researchers all over the
world. With this effort empirical methods were developed
and are widely employed. Most of these methods are however
applicable to pressure loaded pipes, and do not take into
account more complex combined loading. Additionally highly
conservative results are obtained by these methods.
Alternative methods have been developed based on the finite
element method.The objective of this work is to evaluate
the load capacity of corroded pipes subjected to
combined loading, which simulates the loads in field. These
include internal pressure, bending due to soil settlement
and axial load representing thermal effects. In this work
the pipe model was developed in order to reproduce the
experimental end field conditions. Global aspects of
pipe modeling are discussed. Experimental test results and
numerical analysis present in the literature are taken for
comparison.The examples were analyzed with the commercial
finite element code ABAQUS version 6.1.
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[en] STRENGTH OF PIPES WITH MACHINED DEFECTS / [pt] RESISTÊNCIA DE DUTOS COM DEFEITOS USINADOSJORGE LUIZ COUTINHO DINIZ 02 August 2002 (has links)
[pt] Segundo Muhlbauer [1], 25 % dos acidentes com dutos são
causados por corrosão. Com o envelhecimento da malha
dutoviária, os acidentes tendem a ser mais freqüentes ou
seus custos de manutenção majorados. Isto porque as
metodologias atuais são, em sua maioria, demasiadamente
conservativas. Com o surgimento de novas técnicas de
inspeção e o avanço da microinformática, justifica-se o
investimento em pesquisa e no desenvolvimento de
metodologias numéricas mais fiéis ao comportamento mecânico
do defeito, mantendo a segurança dos dutos e assegurando a
competitividade econômica de suas operadoras. Neste
trabalho utilizou-se nove espécimes tubulares de aço API 5L
X60, com comprimento nominal de 2 m, diâmetro de 323 mm e
espessura de 9.53 mm. Nestes espécimes foram usinados
defeitos por eletroerosão com o objetivo de simular
corrosão. Esses defeitos tinham espessura residual de 3 mm
(30% da espessura nominal), 95.3 mm de largura (10 vezes a
espessura nominal) e comprimentos entre 250 e 525 mm. Estes
espécimes foram instrumentados com extensômetros de
resistência elétrica especiais para grandes deformações
plásticas e foram pressurizados até sua ruptura. Baseado
nas geometrias dos corpos de prova existentes construiu-se
modelos para a análise numérica. Esta análise utilizou o
elemento sólido de oito nós por exigir um tempo
computacional menor que o de 20 nós. Com relação ao
elemento de casca, o elemento sólido de 8 nós modela melhor
a geometria do defeito e o perfil de deformações
elastoplásticas ao longo da espessura. Inicialmente foram
feitas análises lineares. Estas foram seguidas de análises
não-lineares, onde utilizou-se as propriedades reais do
material de cada tubo. Os valores obtidos nestas análises
foram confrontados com os valores experimentais de
deformações elastoplásticas medidas, com o objetivo de
validar o modelo numérico, obtendose boa correlação.
Durante a validação do modelo analisou-se o critério de
ruptura numérico a ser adotado, a influência de pequenas
variações da espessura, a influência do raio de adoçamento
entre a superfície externa do defeito e as paredes íntegras
do tubo, os incremento ótimos de pressão interna, e a
importância do uso das propriedades mecânicas do material
específico de cada tubo. Este trabalho faz uma análise
completa dos espécimes tubulares, conseguindo desenvolver
uma metodologia capaz de reproduzir o experimento. Ponderam-
se todos os fatores que influenciam uma análise não-linear
e concluiu-se que a ruptura experimental acontece dentro
de uma faixa de valores cujos limites dependem do critério
de ruptura adotado. Verificou-se que esta faixa está
compreendida entre a pressão que causa tensão equivalente
de Mises igual à tensão de ruptura do material no primeiro
elemento e a instabilidade numérica, que ocorre quando
todos os elementos ao longo da espessura, em qualquer
região do defeito, atingem a tensão equivalente de Mises
igual à tensão de ruptura verdadeira do material. Nos casos
estudados, esta faixa teve limites distantes entre si da
ordem de 0.4 MPa, abaixo de 2% da pressão de ruptura. / [en] According to Muhlbauer [1], 25% of the accidents with
pipelines are caused by corrosion. The aging of the
pipelines lead to an increase in the frequency accidents
associated with an increase in maintenance costs. To keep
accident frequency low, maintenance costs increase mainly
because the current methodologies to predict failure and
analyse pipe integrity are generally, overly conservatives.
The new inspection techniques coming forth and the
computers progress, it have justified the investment in
research and in the development of numeric methodologies to
preserve pipeline integrity and assure the economical
competitiveness of their operators. Nine tubular specimens
of steel API 5L X60, with 2 ms nominal length, 323 mms and
9.53 mms thickness were used. Defects were fabricated using
spark erosion to simulate corrosion. The defects had
residual thickness of 3 mm (30% of the nominal thickness),
95.3 mms width (10 times the nominal thickness) and lengths
between 250 and 525 mm. The pipe specimens were
instrumented with high elongation strain gage rosettes for
great plastic deformations and they were pressurized until
bursting. For the Finite element models were built based on
the geometries of the specimens. In this analysis it was
used the solid element of eight nodes because they demanded
a smaller processing time than the one of 20 nodes.
Regarding the shell element, the solid element of 8 nodes
represent better the defect`s geometry and gives the values
of elastoplastic strain along the thickness. Initially a
linear analysis was carried out. These analysis were
following by non-linear analysis, where it had been used
the real properties of the material in pipe. The values
obtained in these analysis were confronted with the
experimental values of the elastoplastic strain measured,
with the objective of validating the numeric model, had
being obtained good correlation. During the validation of
the model the numeric rupture criterion was analyzed to be
adopted. This analyses included an investigation on the
influence of small thickness variations , the influence of
the radius between walls of the defects, the optimum
increment of pressure and the importance of the mechanical
properties. This research does a complete analysis of the
tubular specimens, getting to develop a methodology able to
reproduce the experiment. All the factors that influence a
non-linear analysis were considered and the conclusion was
that the experimental rupture happens inside of a range of
values whose limits depend on the rupture criterion
adopted. It was verified that this range includes the
pressure that causes equivalent Misess stress equal to the
stress of materials in the first element and the numeric
instability. This instability happens when all of the
elements along the thickness, in any point of the defect,
reaches the equivalent Misess stress equal to the true
failure stress of the material. In the studied cases, this
range had distant limits amongst themselves of the order of
0.4 MPa, below 2% of the rupture pressure.
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[en] FIBER OPTIC PH SENSOR FOR PIPELINES AND OIL WELL PERMANENT MONITORING / [pt] SENSOR DE PH A FIBRA ÓPTICA PARA MONITORAÇÃO PERMANENTE EM DUTOS E POÇOS DE PETRÓLEOMANOEL FELICIANO DA SILVA JUNIOR 06 April 2004 (has links)
[pt] A detecção da corrosão metálica em estruturas complexas e
de difícil acesso apresenta dificuldades que até o presente
não foram satisfatoriamente contornadas nos diversos
setores industriais. Os sensores para avaliação da corrosão
metálica baseiamse normalmente em corpos de sacrifício ou
na monitoração da reação catódica que ocorre junto com o
processo de oxidação e redução da corrosão. Condições
ambientais, como temperatura, pressão, vazão, composição
química e pH, têm influência direta sobre a agressividade
do meio e seu conhecimento é fundamental para a previsão
das taxas de corrosão. Na indústria do petróleo a corrosão
metálica pode significar a falha prematura de equipamentos
e vazamentos, causando onerosas operações de manutenção e
pondo em risco a segurança e o meio ambiente. O presente
trabalho mostra a concepção e desenvolvimento de um sensor
de pH a fibra ótica para monitoração permanente de poços de
petróleo. Dois princípios de medição foram avaliados. O
primeiro, baseia-se na medida da variação do índice de
refração efetivo em uma rede de Bragg, especialmente
preparada para este fim, imersa em um meio contendo
indicadores comerciais de pH. A segunda concepção utiliza a
variação de volume proporcionada por um polímero sensível
ao pH para deformar uma rede de Bragg. Os resultados
experimentais obtidos demonstraram que a segunda técnica
possibilita uma maior sensibilidade para as condições de
operação do sensor. Esta segunda solução viabiliza também a
utilização de múltiplos sensores, em uma única fibra
óptica, monitorando ao mesmo tempo outras grandezas físicas
que influenciam diretamente as taxas de corrosão, como
pressão, temperatura e vazão. O sensor foi avaliado em meio
ácido, sob diferentes condições de temperatura, produzindo
resultados se sensibilidade melhor 0,01 unidades de pH.
Novas investigações ainda precisam ser conduzidas para se
chegar a um protótipo que possa ser testado em condições
reais de operação de um poço de petróleo. / [en] Evaluation of corrosion rates in hard-to-access equipments,
such as those found in petroleum production, is still a
difficult task. Sensors for corrosion rate evaluation are
normally based on sacrifice bodies or in the cathodic
reaction that occurs with the oxidation and reduction
reactions of the corrosion process. Environmental
conditions like temperature, pressure, chemical
composition, and pH, are fundamental factors of environment
severity and have a direct influence on corrosion rate
predictions. In the Petroleum Industry, metallic corrosion
may cause premature failure of equipments and fluid leaks,
often resulting in expensive maintenance operations and
posing safety and environmental risks. This work presents
new concepts for fiber optic pH sensors that may be applied
for permanent monitoring of petroleum wells. Two
measurements principles were evaluated. The first one is
based on measurements of refractive index changes in
commercial pH indicators. The second solution explores a pH
sensitive polymer, whose changes in volume strains a fiber
Bragg grating. Experiments reported here show that the
second technique has a better sensitivity, particularly
under the operation conditions found in oil wells. It also
allows the use of multiple fiber optic sensors
simultaneously monitoring other physical quantities, such
as temperature, pressure, and flow rate, which directly
affect corrosion rates. The sensor was tested in acid
environment, with special attention paid to temperature,
solubility and response time. The sensitivity achieved was
better than 0.01 pH units. More experiments still need to be
performed in order to produce a prototype that will be
testes in real operation conditions in producing petroleum
well.
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[pt] AVALIAÇÃO DA JUNTA SOLDADA DE AÇO API EM MEIO CORROSIVO / [en] EVALUATION OF API STEEL WELDED JOINTS IN A CORROSIVE MEDIUMFRANCISCO DE ARAUJO MARTINS 20 December 2005 (has links)
[pt] As tubulações de aços utilizadas pela indústria do
petróleo estão
constantemente expostas à ação do ácido sulfídrico (H2S)
que é o veículo para
a difusão do hidrogênio no aço, provocando o surgimento
de
trincas induzidas
pela fragilização por hidrogênio e/ou trincas de
corrosão
sob tensão. A junta
soldada, que é considerada a região crítica dos dutos,
foi
o objeto de avaliação
neste trabalho mediante ensaios de tração sob baixa taxa
de deformação
(BTD) e através da norma NACE TM0177/96 - Método A
(Standard Tensile
Test), verificando o seu comportamento quanto à
fragilização por hidrogênio e
à corrosão sob tensão em aços da classe API grau X70 e
X80. Uma solução de
tiossulfato de sódio foi utilizada no ensaio BTD para
avaliação da fragilização
por hidrogênio e corrosão sob tensão, reduzindo custos e
atendendo aos ítens
de segurança. Os resultados mostraram que os aços API 5L
X70 e X80 são
susceptíveis à fragilização por hidrogênio e à corrosão
sob tensão. / [en] The steel tubes used in the Oil Industry are constantly
exposed to
hydrogen sulphide (H2S) which leads to the diffusion of
hydrogen into the steel,
provoking hydrogen induced embrittlement cracks and/or
stress corrosion
cracking. Welded joints, generally considered to be the
critical region in
pipelines, were evaluated in this study, using slow strain
rate tensile testing
(SSRT) and NACE TMO177/96 - Method A (standard tensile
test) norm,
verifying the behaviour of joints in API X-70 and X-80
grade steels, with regard
to hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking.
Sodium thiosulphate
was used in the slow strain rate tests permit the
evaluation of hydrogen
embrittlement and stress corrosion cracking while reducing
testing costs and
maintaining safety standards. The results show that the
API X-70 and X-80
grade steels are susceptible to hydrogen embrittlement and
stress corrosion
cracking.
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[pt] AVALIAÇÃO DOS MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO DO CONCRETO POR ATAQUE DE ÁCIDO SULFÚRICO / [en] EVALUATION OF CONCRETE DEGRADATION MECHANISMS BY SULFURIC ACID ATTACKANA LUISA TAVARES TORRES 24 April 2018 (has links)
[pt] A degradação do concreto pode ocorrer a partir de processos bioquímicos, especialmente no caso de elementos que fazem parte das redes do sistema de esgoto devido a produção de ácido sulfúrico (H2SO4) de maneira biogênica por certos tipos de bactérias. O presente estudo tem como objetivo investigar esse processo corrosivo e as propriedades mecânicas residuais de amostras de concreto expostas a soluções de H2SO4 de diferentes concentrações (0,5 por cento, 1 por cento e 3 por cento) e ao esgoto doméstico. Foram produzidos dois concretos: um com fator a/c igual a 0,83 e um de alto desempenho, com a/c de 0,28. As amostras foram curadas por períodos de 28, 63 e 91 dias e avaliadas após períodos de imersão nas soluções por 28 e 84 dias, com monitoramento do pH das soluções e da perda de massa das amostras. Após o fim da imersão, os concretos tiveram suas propriedades mecânicas residuais avaliadas por meio de ensaios de resistência à compressão direta e à tração indireta. Os resultados da pesquisa mostram uma maior perda de massa, assim como uma maior redução da resistência mecânica nas amostras com maior volume de cimento. As amostras de concreto convencionais imersos em ácido apresentaram perda de até 42 por cento na resistência à compressão, enquanto que as amostras de alto desempenho apresentaram redução de até 87 por cento em comparação com amostras não atacadas. Em relação aos corpos de prova imersos em esgoto doméstico, nenhum concreto sofreu perda significativa de massa e resistência, provavelmente devido ao tempo de exposição limitado. / [en] The degradation of concrete may occur from biochemical processes, especially where concrete elements of the sewage system networks due to the production of biogenic sulfuric acid (H2SO4) by certain types of bacteria. This study aims to study this corrosion process and residual mechanical properties of concrete samples exposed to H2SO4 solutions on different concentrations (0.5 percent, 1 percent and 3 percent) and domestic sewage. Two concretes were produced: one with 0.83 w/c ratio with high performance, with w/c ratio of 0.28. The samples were cured for periods of 28, 63 and 91 days and were evaluated in periods of 28 and 84 days of immersion, with the pH of the solutions and the weight loss of the samples being monitored. After the immersion periods, the concretes had their residual mechanical properties evaluated by compressive strength and Brazilian split tests. Research results have shown a greater weight loss and higher reduction of mechanical strength on specimens with higher percentage of cement. The conventional concrete specimens immersed in acid showed 42 percent loss in compressive strength, whereas the high-performance samples showed a reduction up to 87 percent when compared to non-attacked samples. Regarding the specimens immersed in domestic sewage, neither concrete suffered significant loss of mass and strength, probably due to limited exposure time.
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[en] USE OF PERACETIC ACID AS BIOCIDE IN COOLING TOWER WATER TREATMENT / [pt] USO DE ÁCIDO PERACÉTICO COMO BIOCIDA EM TRATAMENTO DE ÁGUA DE TORRE DE RESFRIAMENTOANA CRISTINA VICENTE 18 October 2019 (has links)
[pt] O crescimento microbiológico em águas de sistemas de resfriamento pode resultar na formação de biofilme, o qual pode causar problemas de biocorrosão, perdas de carga em tubulações, redução de taxa de transferência de calor e obstrução de fluxo. Os principais e tradicionais biocidas utilizados no controle microbiológico de águas de resfriamento são os compostos à base de cloro. Entretanto, nos últimos anos o ácido peracético tornou-se uma alternava aos compostos clorados, uma vez que este biocida deixa como resíduo apenas o acetato o qual é biodegradável e não forma subprodutos organoclorados. Este trabalho analisou a aplicação do ácido peracético comparando-o com o hipoclorito de sódio no controle microbiológico e na corrosividade de materiais, empregando uma árvore de teste em escala de laboratório. Foi investigada a taxa de corrosão dos materiais metálicos de aço carbono, cobre e aço inoxidável, além da efetividade na redução da contagem bacteriana. Os experimentos foram realizados em condições de fluxo turbulento, pH 8 e temperatura de 32 C empregando uma água de estudo real, carregada de matéria orgânica (DQO = 350 mg/L). As concentrações usadas de ácido peracético foram 0,75; 1,0 e 3,0 mg/L e de hipoclorito de sódio foram 1,0 e 3,0 mg/L. O ácido peracético na concentração de 3,0 mg/L reduziu a carga bacteriana de 1,5x10 (elevado a 5) UFC/mL para 5,24x10 (elevado a 3) UFC/mL. Comparado ao hipoclorito de sódio, o ácido peracético foi menos corrosivo para o aço carbono em todas as concentrações. Na concentração de 1,0 mg/L a taxa de corrosão do cobre em ácido peracético foi menor do que na solução de hipoclorito de sódio. Já na concentração de 3,0 mg/L ocorreu o inverso. Não foi observada corrosão significativa no aço inoxidável para os biocidas estudados. / [en] Microbiological growth in cooling systems water may result in biofilm formation, which can cause problems of bio-corrosion, pressure drop in the pipes, reduction of heat transfer rate and flow obstruction. The main and traditional biocides applied in microbiological control of cooling waters are the chlorine based compounds. However, in recent years, peracetic acid has become an alternative to chlorinated compounds, since this biocide leaves as residue only the acetate, which is biodegradable and does not form chlorinated organic byproducts. This work analyzed the application of peracetic acid comparing to sodium hypochlorite in the microbiological control and material corrosivity using a laboratory scale test tree. The corrosion rate of carbon steel, copper and stainless steel alloys in addition to the effectiveness in reducing the bacterial count. The experiments were carried out under conditions of turbulent flow, pH 8 and temperature of 32 C using a real industrial test water loaded with organics (COD = 350 mg/L). Peracetic acid concentrations used were 0.75, 1.0 and 3.0 mg/L and sodium hypochlorite were 1.0 and 3.0 mg/L. Peracetic acid at the concentration of 3.0 mg/L decreased the bacterial load from 1.5x10 (raised to 5) UFC/mL to 5.24x10 (raised to 3) UFC/mL. Peracetic acid compared to sodium hypochlorite was less corrosive to carbon steel at all concentrations. At the concentration of 1.0 mg/L the corrosion rate of copper in peracetic acid was lower than in sodium hypochlorite solution. At the concentration of 3.0 mg/L, the reverse occurred. No significant corrosion was observed in stainless steel for the biocides studied.
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[en] COOLING WATER TREATMENT USING HYDROGEN PEROXIDE / [pt] TRATAMENTO DE ÁGUAS DE RESFRIAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIOFERNANDO ANTONIO SERRAPIO PERES 24 August 2006 (has links)
[pt] O tratamento de águas de resfriamento normalmente é feito
com a adição de cloro,
porém este produto apresenta algumas desvantagens em sua
aplicação. Como alternativa
ao cloro, algumas indústrias no Brasil e no exterior estão
começando a utilizar outros
biocidas, dentre estes o peróxido de hidrogênio, um
poderoso oxidante que apresenta
forte ação biocida. O objetivo deste trabalho foi comparar
a eficiência do cloro e do
peróxido de hidrogênio como biocidas em diferentes
condições, através de testes em
água da torre de resfriamento de uma indústria siderúrgica
localizada no Rio de Janeiro.
A contaminação microbiológica desta água foi medida sem a
adição dos biocidas e com
a adição de cloro e peróxido de hidrogênio, permitindo
assim comparar o desempenho
destas substâncias no combate aos grupos bacterianos
presentes na amostra. Foi
realizado também um estudo sobre o efeito corrosivo destas
substâncias através de
testes de corrosão em aço carbono 1020, que permitiram
avaliar a taxa de corrosão por
perda de massa provocada pela aplicação destes produtos na
água. Os resultados
mostraram que o peróxido de hidrogênio possui uma ação
biocida satisfatória para
aplicações em águas de resfriamento. Foi constatado que o
efeito biocida do peróxido de
hidrogênio é mais limitado do que o cloro e que sua
eficiência depende do tempo de
contato e pode ser afetada pela presença de impurezas
dissolvidas na água. Os ensaios
de corrosão revelaram que o peróxido de hidrogênio provoca
um efeito corrosivo
comparável ao do cloro no material testado. / [en] Cooling water treatment generally is made with the
addition of chlorine, although
it´s application has some disadvantages. There is an
active development in Brazil and
other countries to use alternative chemical disinfectants
in place of chlorine, such as
hydrogen peroxide, a powerful oxidant which is known for
its high biocidal efficiency.
The aim of this research is to study the effectiveness of
hydrogen peroxide as a
disinfectant compared to chlorine in different operational
conditions. The experiments
were carried out using an water sample from a cooling
water system of a steelmaking
plant in the city of Rio de Janeiro. The microbial
contamination of this water sample
was measured without adding any kind of disinfectant.
After that, water sample was
treated by adding hydrogen peroxide and chlorine, in order
to compare and evaluate the
efficiency of the two biocides to control bacterial growth
in water. Besides
microbiological tests, experiments were conducted to
compare the degree of corrosion
caused by the addition of hydrogen peroxide and chlorine
in water. The experimental
methodology employed 1020 carbon steel specimens and
corrosion rates were measured
by weight loss determination after the period of exposure.
The results showed that the
application of hydrogen peroxide leads to satisfactory
bacterial control. However,
compared to chlorine, hydrogen peroxide is a rather poor
disinfectant. The efficiency of
hydrogen peroxide depends on reaction time and it is
affected by dissolved polluants in
water. Evaluation of corrosion rates showed that hydrogen
peroxide causes basically the
same corrosion rates than chlorine.
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