Hydrostatic Collapse of Corroded Subsea Pipelines under External Pressure

Abstract

Dutos submarinos são propensos a falhas que podem resultar em perdas econômicas e desastres ambientais catastróficos. A corrosão se destaca como um dos mecanismos de falha mais comuns em dutos offshore. A expansão de redes de dutos em águas profundas e ultraprofundas requer o aprimoramento dos métodos de avaliação do colapso hidrostático de dutos submarinos corroídos sob pressão externa. Apesar da crescente relevância do tema nos últimos anos, ainda existem lacunas significativas, especialmente na estimativa da pressão de colapso de dutos com defeitos de corrosão interativos ou complexos. Os métodos semiempíricos atualmente disponíveis na literatura dependem de simplificações que levam a estimativas excessivamente conservadoras. Por outro lado, a acurácia e a precisão das simulações numéricas via Método dos Elementos Finitos (MEF) exigem um alto custo computacional e tempo de processamento, inviabilizando sua aplicabilidade em larga escala. Diante disso, esta pesquisa tem como objetivo desenvolver uma metodologia mais acurada para avaliação da integridade de dutos submarinos corroídos. Inicialmente, a resposta ao colapso de dutos submarinos com dois ou mais defeitos de corrosão é analisada utilizando MEF. Novos fatores de ajuste são propostos para melhorar a precisão das previsões de colapso para defeitos isolados e interagentes. Posteriormente, este trabalho investigou o colapso hidrostático de dutos submarinos com perfis de corrosão reais, e os resultados permitiram o desenvolvimento de uma nova metodologia para estimar a pressão de colapso desses dutos. A metodologia é validada por meio de extensas simulações numéricas via MEF, confirmando sua aplicabilidade a diferentes cenários. Os resultados obtidos fornecem importantes contribuições para a avaliação da integridade de dutos submarinos corroídos, uma vez que os fatores de ajuste e a metodologia propostos apresentaram alta precisão e acurácia, podendo ser incorporados como ferramentas práticas para a indústria de petróleo e gás e para pesquisas.