Método híbrido usando shearografia para determinar raios de furos passantes em tubos metálicos sob reparos de materiais compósitos

Abstract

Com objetivo constante de aumentar a segurança e confiabilidade de suas instalações, a indústria de petróleo e gás tem utilizado cada vez mais revestimentos a base de materiais compósitos como inibidores de corrosão externa em trechos de tubos metálicos. Esses revestimentos aumentam o tempo de vida útil da tubulação, proporcionando uma expressiva economia de recursos e tempo. Porém, com o passar do tempo, a corrosão continua agindo de dentro para fora do tubo e, em casos extremos, pode ocasionar furos sob o revestimento que não são detectáveis com uma simples inspeção visual. Para esses casos, técnicas mais apuradas de inspeção não destrutiva são necessárias. A shearografia é uma técnica não destrutiva capaz de medir pequenas deformações em superfícies e revelar a presença de defeitos sob revestimentos. No entanto, o dimensionamento desses defeitos ocasionados pela corrosão e detectados com shearografia ainda é um campo pouco explorado e é o foco principal deste trabalho. O objetivo geral é estimar quantitativamente as dimensões de furos passantes revestidos com material compósito, aumentando assim a segurança operacional, o tempo de vida útil de dutos e tubulações e acarretando uma expressiva economia de tempo e recursos. Para isso, foram inspecionadas uma série de tubulações com furos passantes revestidos com compósito e posteriormente utilizado um método híbrido de comparação entre as medições de shearografia e as simulações de elementos finitos, a fim de dimensionar os furos existentes sob o revestimento. Por fim, os resultados mostram como é realizada a comparação desenvolvida, as dimensões e os erros encontrados com a série de inspeções e uma análise da repetibilidade. Com a análise proposta se espera que a quantificação de furos passantes em tubulações metálicas revestidas seja uma atividade frequente nas inspeções realizadas na indústria de petróleo e gás.

Abstract: In order to increase the safety and reliability of the oil and gas industry facilities, the composite material has been increasingly used as an inhibitor of external corrosion in parts of metal pipes. This procedure increases the life of the pipings, saving significant time and resources. However, the corrosion may continue over time. In extreme cases, it can cause through-holes under the coating that cannot be detected by a simple visual inspection. For these cases, advanced nondestructive inspection techniques are needed. Shearography is a nondestructive technique capable of detecting the presence of defects under the coating. Nevertheless, the defect sizing is still an unexplored field. The goal of this work is to quantify the dimensions of through-holes detected by shearography under the composite material coating, increasing operational safety, pipeline and pipe life and leading to significant savings in time and resources. For this, a series of coated pipes with through-holes were inspected and then a hybrid method of comparison between shearography measurements and finite element simulations was used to size the holes. Finally, the results show how the developed comparison is performed, the dimensions and errors found within the inspection series and a repeatability analysis. With the proposed analysis it is expected that the quantification of through-holes in coated metal pipes become a frequent activity in the inspections carried out in the oil and gas industry.