Análise de confiabilidade estrutural de dutos corroídos com foco na influência da correlação espacial da corrosão

Abstract

Dutos são amplamente utilizados no transporte de commodities, especialmente no setor de petróleo e gás, devido à sua segurança, eficiência e economia em longas distâncias. Com uma rede em constante crescimento, espera- se que mantenham sua importância por um longo período, sendo sua operação segura e adequada de grande interesse para as operadoras. O estudo da corrosão se mostra, portanto, de fundamental importância, uma vez que esta é uma das principais causas de acidentes em dutos ao atuar degradando a parede destes, reduzindo sua integridade estrutural e comprometendo sua resistência mecânica. A complexidade no tratamento numérico do fenômeno eletroquímico em si é aumentada pelas dificuldades em modelar as condições ambientais variáveis ao longo do duto – as quais não são distribuídas uniformemente e apresentam correlação espacial. O objetivo desta dissertação foi, portanto, avaliar a influência da correlação entre as taxas lineares de crescimento da profundidade de defeitos em dutos corroídos na probabilidade de falha ao longo do tempo. A probabilidade de falha foi calculada com base no modelo de falha à primeira sobrecarga e a determinação dos coeficientes de correlação entre as taxas de cada defeito foi feita arbitrando-se valores para os parâmetros das funções de autocorrelação: comprimento de correlação e espaçamento entre defeitos; foram avaliadas as diferenças na utilização de duas diferentes funções de autocorrelação: triangular e exponencial quadrática; os resultados foram obtidos para tempos totais de vida útil iguais a 15, 20, 25 e 30 anos e uma quantidade de defeitos variando de 2 a 5 num duto de comprimento arbitrário. Foi possível perceber que há uma influência considerável da correlação entre as taxas de crescimento da profundidade dos defeitos na probabilidade de falha total calculada no sentido de a probabilidade diminuir com um aumento na correlação. Este efeito é notado aumentar conforme cresce a quantidade de defeitos e conforme é considerado um maior tempo de vida útil. A aderência da relação probabilidade de falha vs. correlação a uma curva ajustada, escolhida como aquela com maior R2 dentre vários tipos de curva, também cresce em função tanto do número de defeitos, como do tempo total.