IoT para controle de corrosão na indústria de petróleo e gás

A IoT usa sensores eletrônicos diretamente conectados aos ativos para coletar e relatar informações críticas para locais remotos. Isso permite o monitoramento contínuo, em tempo real e preciso de dutos, embarcações e fazendas de tanques.

A indústria de petróleo e gás enfrentou muitos desafios ao longo dos anos, sendo os mais importantes o controle e a proteção contra corrosão. Os Estados Unidos contêm a maior rede de dutos de energia do mundo, com mais de 2,4 milhões de milhas de dutos passando por montanhas, florestas, pântanos e áreas urbanas. Como você pode imaginar, é difícil monitorar de forma consistente e eficaz uma rede tão vasta.

Custos e impacto da corrosão em oleodutos e gasodutos

De acordo com um estudo da Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão (NACE), a corrosão de dutos custa à indústria de petróleo e gás mais de US$ 7 bilhões por ano. Além disso, de acordo com um relatório, a corrosão é citada como a segunda principal causa de derramamentos de óleo e gás, respondendo por quase um quarto de todos os incidentes.

À luz dessas estatísticas surpreendentes, fica claro que a indústria de petróleo e gás precisa de mecanismos de controle e proteção contra corrosão altamente eficazes.

As limitações das técnicas atuais de monitoramento de corrosão na indústria de petróleo e gás

As empresas de dutos na indústria de petróleo e gás são conhecidas por empregar sistemas de detecção de vazamentos de alta tecnologia, como varredura aérea e outros métodos, para garantir que as redes de dutos estejam operando com segurança e eficiência. No entanto, a tecnologia avançada usada para identificar vazamentos normalmente não é capaz de detectar corrosão.

Tradicionalmente, as inspeções de corrosão são realizadas usando métodos manuais. (Um estudo piloto sobre Uso de Inspeção Não Intrusiva em Instalações de Gás Onshore é revisado.) Embora técnicas populares, como sistemas de câmeras CCTV e testes ultrassônicos, sejam eficazes na detecção do início da corrosão, é necessário que o pessoal de inspeção esteja presente no local. (Para saber mais sobre essas técnicas, consulte Como a televisão de circuito fechado (CCTV) está mudando o gerenciamento de ativos de esgoto e dutos e Teste ultrassônico de onda guiada para tubos não arranháveis.) Outro defeito comum da tubulação, corrosão sob isolamento (CUI), requer a remoção física do isolamento para verificar visualmente os defeitos de corrosão. Para grandes redes de tubulação, esses métodos podem ser demorados e caros.

Para solucionar as deficiências das técnicas convencionais de monitoramento, a indústria de petróleo e gás está adotando rapidamente tecnologias inovadoras e inteligentes, conhecidas coletivamente como Internet das Coisas (IoT). O uso dessa tecnologia permite o monitoramento em tempo real das condições dos ativos, melhorando a comunicação em campo, reduzindo o tempo de inatividade e garantindo a segurança dos trabalhadores da inspeção.

O que é a Internet das Coisas (IoT)?

A Internet das Coisas (IoT) é um conceito que envolve conectar objetos físicos à Internet, tornando-os capazes de coletar e compartilhar dados. Isso é feito por meio do uso de sensores eletrônicos embutidos (por exemplo, sensores de pressão, termopares e outros), software e conectividade de rede. Em termos mais simples, a IoT é uma estrutura que permite a troca de dados entre objetos físicos e sistemas de computadores remotos em uma rede existente.

A ascensão da tecnologia IoT é atribuída principalmente ao advento de processadores baratos e redes sem fio. Esses componentes tornam possível transformar quase qualquer objeto físico em um dispositivo inteligente. Isso adiciona um nível de inteligência em que as mudanças nas condições físicas podem ser comunicadas com pouca ou nenhuma interação humana após a instalação dos sistemas.

Os recursos de monitoramento automatizado dos sistemas IoT os tornam ideais para o monitoramento constante da corrosão da tubulação.

Como a IoT é usada na indústria de petróleo e gás

Sensores remotos conectados aos dutos, juntamente com o software apropriado, fornecem insights acionáveis ​​com base na coleta de dados em tempo real. Por exemplo, dispositivos eletrônicos embutidos em redes de dutos podem ser usados ​​para detectar quando os ativos estão corroídos e finos (por exemplo, perda de paredes) a ponto de vazamentos e rupturas serem uma ameaça iminente.

Os sensores de IoT funcionam por meio de vários mecanismos, dependendo dos parâmetros que são projetados para monitorar. Um dos tipos mais comuns de tecnologias de detecção envolve a medição de mudanças no campo magnético de um objeto. Nesse caso, os sensores magnéticos IoT são conectados diretamente a uma tubulação, recipiente de processo ou tanque de armazenamento para identificar defeitos (como corrosão) que interrompem a magnetização natural do aço. Esses dados são coletados e transmitidos automaticamente para vários canais, incluindo administração do sistema, relatórios de incidentes e departamentos de controle de supervisão.

Outras tecnologias de detecção são usadas para analisar o comportamento do ativo, bem como sua suscetibilidade à corrosão sob diferentes condições externas, incluindo mudanças climáticas, mudanças nos níveis de pH e carga estrutural.

Figura 1. Vários sensores, incluindo ultrassônico, gás metano, monóxido de carbono e sensores de CO2 supervisão.

Benefícios da implementação de IoT para monitoramento de corrosão na indústria de petróleo e gás

Conforme mencionado acima, a IoT permite monitoramento contínuo, em tempo real e preciso de ativos de petróleo e gás (oleodutos, vasos de processo, parques de tanques, etc.) para defeitos relacionados à corrosão. Isso permite que falhas sejam detectadas em um estágio inicial, minimizando assim o trabalho de reparo e o tempo de inatividade associado. De particular importância é a capacidade de monitorar a corrosão em áreas localizadas e difíceis de inspecionar, como cotovelos e juntas, onde as taxas de corrosão tendem a acelerar.

Os sensores de IoT também são essenciais para proteger os trabalhadores da inspeção e prevenir a ocorrência de eventos catastróficos. Esse tipo de tecnologia de detecção permite que dados cruciais de inspeção sejam transmitidos sem fio para um local remoto e seguro. A visibilidade completa das condições da tubulação pode ser observada do piso operacional. Como resultado, não há necessidade de implantar fisicamente trabalhadores em ambientes perigosos para realizar inspeções.

Os sistemas conectados via IoT também podem ser programados para enviar alertas e instruções a outros dispositivos em caso de falha. Por exemplo, se um sensor IoT em um determinado componente detectar danos de corrosão potencialmente perigosos, sinais são enviados a outros dispositivos para agir (por exemplo, soar alarmes, alertar estações de console, fechar válvulas relevantes) que evitam vazamentos ou a criação de condições inseguras. .

Ao coletar dados de integridade da tubulação e condições operacionais ao longo do tempo, algumas falhas de corrosão podem ser antecipadas e evitadas por meio de estratégias de manutenção adequadas. Além disso, o monitoramento de longo prazo e as avaliações de comprometimento da integridade podem ajudar no cálculo da longevidade do ativo e da vida útil restante. Isso é especialmente crucial ao agendar a manutenção para minimizar o impacto nas operações em andamento.

Conclusão

A implementação da IoT revolucionou a inspeção e monitoramento de corrosão para a indústria de petróleo e gás. Ele fornece uma solução universal para abordar questões de segurança, desempenho e precisão associadas a investigações convencionais.

O monitoramento de corrosão da planta em tempo real também ajuda a fornecer dados que podem ser usados ​​para implementar ações preventivas oportunas por meio de análises preditivas. Diante desses benefícios, muitas empresas do setor de energia estão fazendo investimentos significativos em IoT para controle de corrosão.

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