Quantificação de risco em dutos offshore corroídos usando método semiempírico e modelo de elementos finitos.

Abstract

O setor de petróleo e gás é um componente crítico da indústria global devido à sua contribuição para o mercado cambial e para a manutenção das principais matrizes energéticas. O transporte desses fluidos por meio de oleodutos continua a ser a escolha economicamente viável e segura, embora enfrente desafios devido à deterioração gradual ocasionada por corrosão, que pode resultar em impactos irreparáveis no caso de rompimento. Nesse contexto, a prioridade recai sobre o gerenciamento da integridade, visando garantir operações seguras e minimização de perdas. Não obstante, devido às diferentes fontes de incertezas do sistema, o acompanhamento da vida útil do oleoduto em campo é um processo caro e difícil de ser executado. Logo, é apreciável avaliar os defeitos provindos da corrosão no âmbito da confiabilidade. O objetivo deste trabalho é realizar a análise quantitativa e qualitativa de risco de oleodutos offshore corroídos. Para isto, serão usados conceitos estatísticos e métodos de confiabilidade estrutural, utilizando o FORM (método de confiabilidade de primeira ordem) e as simulações de Monte Carlo. A função de falha para cálculo da probabilidade de falha será definida pela diferença entre variável de resistência e a variável de solicitação. A pressão de falha será quantificada por meio de simulações computacionais baseadas no método dos elementos finitos - MEF, como também por meio do método semiempírico para fins de comparação, seguindo as recomendações propostas pelo manual prático DNV-RP-F101 (2015). A modelagem numérica do oleoduto será feita usando elementos axissimétricos. No que concerne à realização do levantamento quantitativo e qualitativo do risco associado à falha da estrutura, serão empregadas as recomendações práticas do manual DNV-RP-G101(2017), visando obter informações úteis para o gerenciamento da integridade de oleodutos e garantir um acompanhamento prévio, seguro e eficiente do sistema. O estudo concluiu que as pressões de falha obtidas pelo MEF foram maiores que as calculadas utilizando o manual da DNV, como era esperado. Isso refletiu nos índices de confiabilidade obtidos e resultou numa estimativa de tempo de vida útil maior para o oleoduto analisado via MEF. Os riscos econômicos e ambientais calculados com os resultados provindos do MEF foram consideravelmente menores que os obtidos pelo manual da DNV.