[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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:4746 |
| Date | 06 April 2004 |
| Creators | MANOEL FELICIANO DA SILVA JUNIOR |
| Contributors | ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA, ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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