Desenvolvimento de um protótipo de sistema para inspeções por shearografia subaquática de forma remota

Abstract

Os avanços tecnológicos experimentados pela indústria de Petróleo e Gás têm permitido que, cada vez mais, esta explore o ambiente subaquático, expandindo assim sua atuação em busca de novos reservatórios de fonte de energia. Para isso, são construídas grandes estruturas offshore, compostas majoritariamente por tubulações metálicas para movimentação do produto de extração. Apesar de todos os esforços, em um ambiente tão agressivo como o ambiente submarino, as tubulações sofrem degradação que podem se manifestar na forma de corrosão, erosão, trinca, mossa ou outros mecanismos que acarretem em perda de espessura de parede. Dentre as tecnologias de reparo de tubulações, a aplicação de materiais compósitos (MC) como revestimento se mostra econômica e tecnicamente vantajosa. A aplicação de revestimento de MC sobre tubulações metálicas comprometidas em ambiente submarino surge como forma de atenuar a velocidade de degradação e restabelecer a segurança no funcionamento das instalações até que um reparo definitivo possa ser feito em operações de manutenção programadas. Contudo, existe ainda a necessidade de assegurar a integridade desses reparos, isto é, averiguar a existência de eventuais defeitos contidos no reparo provenientes do processo de aplicação ou da própria degradação progressiva em serviço. A shearografia já se mostrou uma técnica eficaz de avaliar a integridade de materiais compósitos em ambiente seco, porém sua utilização em água é ainda pouco explorada. Para auxiliar no estudo da técnica, neste trabalho foi projetado e construído um protótipo de sistema que permite realizar inspeções de shearografia subaquática. Os resultados de shearografia subaquática alcançados com o protótipo construído mostram que é possível detectar defeitos em reparos submarinos de forma eficiente e sem interromper o funcionamento das tubulações.

Abstract: The technological development experienced by the Oil and Gas industry was followed by an expansion on subsea environment exploration, which resulted in increased ability to search for new petroleum and gas reservoirs. Therefore, large offshore facilities have been built, composed mainly of steel pipelines used for extraction. Despite all efforts, the pipelines are inevitably exposed to the harsh conditions of the subsea environment, and suffer from corrosion induced wear, erosion, crack initiation and propagation, impact dents and other mechanisms which lead to wall thickness reduction. Among many pipe repair technologies, the restoration of a section using fiber-reinforced composites has proven to be cost effective and technically advantageous. The underwater application of composite materials on damaged pipe sections is an excellent way to contain the spread of defects and restore the safe operation of the production line until a definitve repair can be performed during a programed maintenance stop. However, it is necessary to ensure the integrity of these repairs, that is, investigate the existence of potential defects under or within the composite layers, whether they are introduced during the application process or arise during operation. The shearography technique showed to be an effective method for evaluating the integrity of composite materials at dry atmospheric conditions. However, the technique?s performance in an underwater environment is still not well known. This dissertation presents a study that aimed to investigate the applicability and performance of a underwater shearography device. A prototype was built to perform shearography inspections in a controlled workpiece with known defects. The results achieved using the prototype show that it is possible to detect defects in underwater fiber-reinforced composite repairs efficiently and without interrupting the pipeline operation.