Corrosão sob isolamento (CUI) é a causa raiz de muitos dos problemas mais sérios na indústria petroquímica global, incluindo bloqueios, perda de produção, reparo e substituição prematuros, bem como consequências ambientais e de segurança, que podem custar milhões de dólares por incidente .
A CSI, que envolve a corrosão de vasos ou tubulações sob isolamento devido à penetração de água, é insidiosa porque pode passar despercebida até que o isolamento seja removido para inspeção ou vazamentos. A penetração de água pode ser devida a muitas causas, incluindo monções, chuva, inundações, lavagens e sistemas de aspersão, bem como exposição a vapor, umidade ou condensação e evaporação frequentes da umidade atmosférica.
De poços upstream, risers, plataformas de perfuração ou plataformas offshore, até dutos midstream, armazenamento e terminais de GNL, até refinarias downstream, o combate à CUI e à corrosão principal tem sido uma batalha difícil e um custo significativo na operação de instalações de petróleo e gás, de acordo com ao estudo IMPACT (International Measures for the Prevention, Application and Economics of Corrosion Technology) da NACE International. (Para uma introdução à corrosão na indústria de petróleo e gás, leia Identificando e controlando a corrosão em refinarias de petróleo bruto.)
Felizmente, mesmo onde os revestimentos tradicionais permitiram a ocorrência de CSI e corrosão, uma nova abordagem pode interromper a corrosão para prolongar drasticamente a vida útil das instalações e equipamentos em aplicações da indústria de petróleo e gás.
Interrompa a corrosão e CUI existentes
A proteção anticorrosiva tradicional geralmente envolve a aplicação de tintas poliméricas e revestimentos do tipo borracha. Esses métodos criam uma barreira física para manter os promotores de corrosão, como água e oxigênio, longe dos substratos de aço. No entanto, isso só funciona até que a tinta esteja arranhada, lascada ou quebrada e os promotores de corrosão entrem no espaço entre o substrato e o revestimento. O revestimento pode então atuar como uma estufa, retendo água, oxigênio e outros promotores de corrosão, permitindo que a corrosão se espalhe.
Algumas das maiores empresas petroquímicas do mundo, incluindo a China Petroleum & Chemical Corporation (também conhecida como Sinopec Corp.), estão obtendo sucesso com uma nova abordagem para interromper o CUI e a corrosão.
A China Petroleum & Chemical Corporation é uma das maiores empresas integradas de energia e produtos químicos do mundo, com operações upstream, midstream e downstream. Localizados na planície de Jianghan, na província de Hubei, na China, os projetos do campo petrolífero de Jianghan da Sinopec possuem inúmeras instalações para extração, transporte e armazenamento de petróleo e gás.
No entanto, com o clima de monção subtropical de Hubei, a CSI e a corrosão são problemas sérios que reduzem a vida útil do equipamento e exigem manutenção excessiva. Nesse ambiente, os revestimentos tradicionais se mostraram ineficazes e interromper a corrosão que já está em andamento costuma ser o último recurso.
Para prolongar a produção e a vida útil de ativos que já apresentavam CSI grave ou corrosão grave, em dois projetos de amostra, a Sinopec recorreu ao EonCoat, um revestimento inorgânico aplicado por pulverização da empresa de mesmo nome com sede em Raleigh, SC. EonCoat representa uma nova categoria de fortes cerâmicas de fosfato ligadas quimicamente (CBPCs) que podem interromper a corrosão, facilitar a aplicação e reduzir o tempo de inatividade da produção, mesmo em condições muito úmidas e propensas a monções.
Ao contrário dos revestimentos poliméricos tradicionais que se assentam no substrato, o revestimento CBPC resistente à corrosão se liga por meio de uma reação química com o substrato, e uma leve oxidação da superfície realmente aumenta a reação. A superfície do aço torna-se passiva à medida que se forma uma camada de liga. Isso impossibilita que os promotores de corrosão, como oxigênio e umidade, penetrem por trás do revestimento, como acontece com as tintas comuns.
Embora os revestimentos poliméricos tradicionais adiram mecanicamente a substratos cuidadosamente preparados, se arranhados, a umidade e o oxigênio migrarão sob o filme de revestimento de todos os lados da ranhura.
Por outro lado, o mesmo dano ao substrato revestido de cerâmica não propagará a corrosão porque a superfície do aço carbono foi quimicamente transformada em uma liga de óxidos estáveis. Uma vez que a superfície do aço esteja estável (como são os metais nobres como o ouro e a prata), ele não reagirá mais com o meio ambiente e, portanto, não poderá corroer.
Visível em fotografia de microscópio eletrônico de varredura, o EonCoat não deixa uma lacuna entre o aço e o revestimento porque a ligação é química e não mecânica. Como não há espaço, mesmo que a umidade entre no aço devido a um entalhe, não há para onde a umidade se deslocar. Isso efetivamente interrompe a corrosão atmosférica e CUI em ativos de aço carbono.
A barreira anticorrosiva é coberta por um revestimento cerâmico que resiste ainda mais à corrosão, água, fogo, abrasão, impacto, produtos químicos e temperaturas de até 400°F (204°C). Além disso, a cerâmica tem uma função única que ajuda a acabar com o caro ciclo de manutenção de substituição de revestimentos típicos do tipo barreira a cada poucos anos.
“CUI é o assassino silencioso”, explica Merrick Alpert, presidente da EonCoat. “O isolamento cria um terrário no aço em que a corrosão é garantida se forem utilizados revestimentos tradicionais. E o isolamento então esconde a corrosão para que ela não seja detectada até que seja tarde demais." (Leitura relacionada: Corrosão sob isolamento: o desafio e a necessidade de isolamento.)
O primeiro projeto de amostra da Sinopec usando o revestimento CBPC envolveu o tratamento do CUI em um tanque de armazenamento de óleo de 500 metros cúbicos em uma instalação de extração de petróleo no campo de petróleo de Jianghan.
Enquanto os revestimentos originais dos tanques de armazenamento foram envoltos em uma camada de isolamento de lã mineral, devido à chuva, condensação e invasão de umidade através da camada de isolamento danificada, esses revestimentos falharam, permitindo CSI em várias áreas.
Depois de descascar a camada isolante, a superfície metálica abaixo foi preparada por jateamento e, em seguida, o revestimento CBPC foi aplicado. O aplicativo efetivamente interrompeu o problema de CUI e espera-se que prolongue a vida útil do tanque de armazenamento nos próximos anos.
Após o sucesso do primeiro projeto, a Sinopec optou por usar o revestimento CBPC para lidar com corrosão severa em uma estação de bombeamento de injeção de água do tipo contêiner em outra instalação no campo petrolífero de Jianghan. Devido à localização externa da estação de bombeamento com solo com alto teor de álcalis salinos, juntamente com um ambiente de contêiner muito úmido, um desligamento para manutenção de corrosão era normalmente necessário a cada três anos.
Um sistema tradicional de três demãos era usado rotineiramente para manter a proteção anticorrosiva da estação de bombeamento, de modo que a aplicação do revestimento levava pelo menos três dias para permitir o tempo de secagem de cada demão. Incluindo a preparação da superfície, o tempo total de parada para manutenção necessário era de pelo menos sete dias, prejudicando a produção.
No entanto, um dos maiores benefícios do revestimento CBPC é o rápido retorno ao serviço que minimiza o tempo de inatividade da instalação. A economia de tempo em um projeto de revestimento anticorrosivo com revestimento cerâmico vem tanto da preparação simplificada da superfície quanto do tempo de cura acelerado.
Com um revestimento anticorrosivo típico, o jateamento quase branco (NACE 2 / SSPC-SP 10) é necessário para preparar a superfície. Mas com revestimento cerâmico, normalmente apenas um jato comercial NACE 3/SSPC-SP 6 é necessário.
Com os revestimentos tradicionais, é necessária uma extensa preparação da superfície, feita aos poucos para evitar a oxidação da superfície, comumente conhecida como ferrugem instantânea, que requer um novo polimento. (Saiba mais no artigo 7 coisas a saber sobre o Flash Rust.) Mas com o revestimento CBPC, a ferrugem instantânea é realmente desejável. Não há necessidade de 'continuar explodindo'. A razão para esta característica única do CBPC é devido à presença de ferro no óxido, o que ajuda a criar a camada de liga de fosfato de ferro e magnésio. É esta camada de liga que permite que os CBPCs protejam o aço carbono da corrosão de forma tão eficaz.
Em contraste, um revestimento resistente à corrosão para aço carbono que usa o revestimento cerâmico em uma única demão quase não requer tempo de cura. O retorno ao serviço pode ser alcançado em menos de uma hora, potencialmente economizando centenas de milhares de dólares por dia em tempo de inatividade reduzido para instalações de petróleo e gás.
Devido a essas propriedades únicas, a aplicação completa do revestimento, incluindo a preparação da superfície para a estação de bombeamento da Sinopec, levará dois dias e o ativo poderá ser colocado em operação imediatamente.
Visto que CSI e corrosão são um problema constante para instalações de petróleo e gás com estruturas maciças de aço carbono, o uso de revestimentos CBPC que podem controlar a corrosão por décadas e reduzir o tempo de inatividade só ajudará a melhorar o resultado final.