{"id":5484,"date":"2025-02-05T18:59:26","date_gmt":"2025-02-05T11:59:26","guid":{"rendered":"https:\/\/cladtek.com\/?p=5484"},"modified":"2025-09-08T14:36:27","modified_gmt":"2025-09-08T07:36:27","slug":"tubos-revestidos-cra-32-pol-avancando-desempenho-aplicacoes-ccus-offshore","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cladtek.com\/pt\/publications\/tubos-revestidos-cra-32-pol-avancando-desempenho-aplicacoes-ccus-offshore\/","title":{"rendered":"Tubos revestidos com CRA de 32 polegadas: Melhorando o desempenho para aplica\u00e7\u00f5es offshore e CCUS"},"content":{"rendered":"

Os materiais de liga resistente \u00e0 corros\u00e3o (CRA) desempenham um papel fundamental nos dutos submarinos, combatendo a corros\u00e3o interna causada pelos fluidos transportados. Em ambientes onde o a\u00e7o carbono \u00e9 insuficiente devido a desafios t\u00e9cnicos, operacionais ou econ\u00f4micos, os CRAs oferecem uma alternativa confi\u00e1vel. Os riscos de corros\u00e3o s\u00e3o particularmente significativos na presen\u00e7a de \u00e1cido carb\u00f4nico (formado a partir de CO\u2082 dissolvido) e sulfeto de hidrog\u00eanio (H\u2082S), que criam cen\u00e1rios complexos de sele\u00e7\u00e3o de materiais.<\/i><\/p>\n

H\u00e1 tr\u00eas tipos comuns de tubos submarinos de CRA: (i) tubos de CRA s\u00f3lidos, (ii) tubos revestidos de CRA (ligados metalurgicamente) e (iii) tubos revestidos mecanicamente de CRA (CRA-MLP). Entre esses, o CRA-MLP \u00e9 geralmente a op\u00e7\u00e3o mais econ\u00f4mica.<\/p>\n

Ele tem sido amplamente utilizado no setor de petr\u00f3leo e g\u00e1s h\u00e1 d\u00e9cadas, demonstrando confiabilidade e desempenho comprovados. Os MLPs combinam a resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o de um revestimento de CRA com a resist\u00eancia estrutural de um suporte de a\u00e7o carbono, com o apoio de mais de 40 anos de sucesso comprovado no setor de petr\u00f3leo e g\u00e1s. Os materiais de revestimento mais comuns incluem o Tipo 316L (UNS S31603), a Liga 825 (UNS N08825) e a Liga 625 (UNS N06625).<\/p>\n

Para os tubos de 32 polegadas testados nesse programa, o revestimento 825 (UNS N08825) foi escolhido por sua excepcional resist\u00eancia a CO\u2082, H\u2082S e cloretos. O suporte de a\u00e7o carbono era um tubo API 5L X60 de 22,23 mm de espessura, garantindo um suporte estrutural robusto. Com base na conquista de um registro de 24 polegadas com o projeto Idoho da Exxon na Nig\u00e9ria, esse programa representa um marco significativo para a Cladtek, demonstrando sua capacidade de dimensionar a tecnologia MLP para di\u00e2metros maiores.<\/p>\n

O estudo avalia m\u00e9tricas cr\u00edticas de desempenho, incluindo limites de enrugamento durante a flex\u00e3o e a efic\u00e1cia do hidroteste. Os resultados confirmam a adequa\u00e7\u00e3o dos tubos revestidos com CRA de 32 polegadas para aplica\u00e7\u00f5es offshore e submarinas, incluindo captura, utiliza\u00e7\u00e3o e armazenamento de carbono (CCUS), solidificando ainda mais seu papel como uma solu\u00e7\u00e3o transformadora para a moderna infraestrutura de dutos.<\/p>\n<\/div>

Processo de fabrica\u00e7\u00e3o de tubos revestidos mecanicamente<\/h3>\n

Os tubos com revestimento mec\u00e2nico (MLPs) integram a resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o de um revestimento de CRA com a resist\u00eancia de um tubo externo de a\u00e7o carbono. O processo de fabrica\u00e7\u00e3o come\u00e7a com a fabrica\u00e7\u00e3o do revestimento de CRA, normalmente feito de materiais como 825 ou 316L, e sua inser\u00e7\u00e3o cuidadosa no tubo de a\u00e7o carbono (Figura 1).<\/span><\/p>\n

Em seguida, o tubo composto passa por uma expans\u00e3o hidr\u00e1ulica. Durante essa etapa, o a\u00e7o carbono permanece el\u00e1stico enquanto o revestimento de CRA se deforma plasticamente. Ao liberar a press\u00e3o hidr\u00e1ulica, a recupera\u00e7\u00e3o el\u00e1stica do a\u00e7o carbono comprime o revestimento, formando uma liga\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica segura.<\/p>\n

Para aumentar a durabilidade, uma sobreposi\u00e7\u00e3o de solda resistente \u00e0 corros\u00e3o \u00e9 aplicada \u00e0s extremidades do tubo, estendendo a camada de CRA e garantindo prote\u00e7\u00e3o cont\u00ednua contra a corros\u00e3o nas juntas. Essa etapa minimiza os riscos relacionados \u00e0s juntas e aumenta a confiabilidade a longo prazo.<\/p>\n

Os MLPs s\u00e3o eficientes, exigindo muito menos material de CRA do que os tubos de CRA revestidos ou de CRA s\u00f3lido, reduzindo assim os custos. Al\u00e9m disso, os prazos de fabrica\u00e7\u00e3o mais curtos tornam os MLPs ideais para projetos com cronogramas apertados. O processo \u00e9 ambientalmente sustent\u00e1vel, gerando at\u00e9 50% menos CO\u2082 em compara\u00e7\u00e3o com a produ\u00e7\u00e3o de tubos revestidos de CRA.<\/p>\n<\/div>

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Figura 1. Processo de fabrica\u00e7\u00e3o<\/p><\/div><\/div><\/div>

Sustentabilidade: Tubos revestidos com CRA vs. Tubos revestidos com CRA<\/h3>\n

Os tubos revestidos com CRA oferecem vantagens ambientais significativas em rela\u00e7\u00e3o aos tubos revestidos com CRA, posicionando-os como uma op\u00e7\u00e3o mais sustent\u00e1vel. O processo de liga\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica usado nos tubos revestidos com CRA elimina a necessidade de liga\u00e7\u00e3o metal\u00fargica de alta temperatura, que consome muita energia, reduzindo significativamente o consumo de energia e as emiss\u00f5es de CO\u2082.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, os tubos revestidos com CRA alcan\u00e7am a mesma resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o e usam consideravelmente menos material de CRA, o que reduz a pegada de carbono geral em compara\u00e7\u00e3o com os tubos revestidos com CRA.<\/p>\n

Em termos de reciclabilidade, os tubos revestidos com CRA s\u00e3o excelentes. A liga\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica permite a separa\u00e7\u00e3o direta do revestimento de CRA do suporte de a\u00e7o carbono no final de sua vida \u00fatil, permitindo que ambos os materiais sejam reciclados independentemente. Por outro lado, a liga\u00e7\u00e3o metal\u00fargica nos tubos revestidos com CRA dificulta a separa\u00e7\u00e3o, reduzindo a efici\u00eancia da reciclagem e aumentando os custos de processamento.<\/p>\n

Esses recursos tornam os tubos revestidos com CRA mais eficientes em termos de energia na fabrica\u00e7\u00e3o e mais adequados para pr\u00e1ticas de gerenciamento de materiais sustent\u00e1veis, apoiando os esfor\u00e7os globais para reduzir o desperd\u00edcio e promover uma economia circular.<\/p>\n

Vis\u00e3o geral e resultados dos testes<\/h3>\n

Os tubos eram se\u00e7\u00f5es de 12 metros de a\u00e7o carbono API X60 com espessura de parede de 22,23 mm e revestimentos CRA de 2,5 mm ou 4,0 mm. Uma solda de circunfer\u00eancia no ponto m\u00e9dio de cada corda reproduziu cen\u00e1rios de instala\u00e7\u00e3o de S-lay do mundo real.<\/p>\n

Simula\u00e7\u00f5es de revestimento e efeitos t\u00e9rmicos<\/h3>\n

As simula\u00e7\u00f5es de revestimento, realizadas a 240\u00b0C \u00b1 10\u00b0C, reproduziram os ciclos t\u00e9rmicos t\u00edpicos das opera\u00e7\u00f5es de revestimento no p\u00e1tio antes de os tubos serem enviados para o mar, conforme mostrado na Figura 2. Essas simula\u00e7\u00f5es reduziram permanentemente a for\u00e7a de ader\u00eancia entre o revestimento e o a\u00e7o carbono.<\/p>\n

No entanto, foi demonstrado que o hidroteste restaura parcialmente a for\u00e7a de preens\u00e3o, garantindo a integridade mec\u00e2nica sob press\u00f5es operacionais. Essa etapa permitiu uma avalia\u00e7\u00e3o realista do desempenho mec\u00e2nico ap\u00f3s o revestimento e o hidroteste. A Figura 1 ilustra a configura\u00e7\u00e3o usada para essas simula\u00e7\u00f5es de revestimento.<\/p>\n<\/div>

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Figura 2. Simula\u00e7\u00f5es de revestimento da Cladtek<\/p><\/div><\/div><\/div>

Testes de flex\u00e3o de quatro pontos em escala real<\/h3>\n

Ap\u00f3s a conclus\u00e3o das simula\u00e7\u00f5es de revestimento, as colunas de teste foram submetidas a testes de flex\u00e3o que simulavam de perto as condi\u00e7\u00f5es operacionais e de instala\u00e7\u00e3o offshore, conforme ilustrado na Figura 3. Cada ciclo de flex\u00e3o envolvia carregar o tubo at\u00e9 uma tens\u00e3o-alvo e, em seguida, vir\u00e1-lo de forma que a se\u00e7\u00e3o anteriormente na posi\u00e7\u00e3o das 6 horas fosse girada para a posi\u00e7\u00e3o das 12 horas e vice-versa.<\/p>\n

Esse processo foi repetido por tr\u00eas ciclos completos (um ciclo completo que compreende duas etapas de carregamento, com seis semiciclos no total). Essa abordagem avaliou o desempenho mec\u00e2nico dos tubos revestidos com CRA de 32 polegadas em cen\u00e1rios realistas de instala\u00e7\u00e3o\/opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Medidores de deforma\u00e7\u00e3o (SG) e transdutores de deslocamento (WD), conforme mostrado na Figura 4, foram posicionados perto de \u00e1reas cr\u00edticas, como soldas circulares e pontos triplos, para monitorar a deforma\u00e7\u00e3o e o deslocamento. Essa configura\u00e7\u00e3o capturou dados detalhados sobre a deforma\u00e7\u00e3o do tubo e a distribui\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o, fornecendo informa\u00e7\u00f5es sobre a robustez dos tubos revestidos com CRA sob condi\u00e7\u00f5es de instala\u00e7\u00e3o\/operacionais.<\/p>\n<\/div>

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Figura 3. O tubo T4 \u00e9 carregado no equipamento de flex\u00e3o de 4 pontos em nossas instala\u00e7\u00f5es na Indon\u00e9sia<\/p><\/div><\/div><\/div>

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Figura 4. Configura\u00e7\u00e3o do tubo de teste<\/p><\/div><\/div><\/div>

Configura\u00e7\u00f5es de desempenho<\/span><\/h3>\n

O desempenho das configura\u00e7\u00f5es foi resumido da seguinte forma:<\/p>\n

T1: Um revestimento de CRA de 2,5 mm apresentou rugas localizadas sob as condi\u00e7\u00f5es mais altas de teste (Figura 5). O hidroteste p\u00f3s-flex\u00e3o a 216 bar eliminou com sucesso todas as rugas, restaurando a integridade do revestimento (Figura 6). T2: um revestimento de CRA de 2,5 mm n\u00e3o apresentou rugas ap\u00f3s a flex\u00e3o.<\/p>\n

T3: Um revestimento de CRA de 4 mm apresentou excelente desempenho mec\u00e2nico, sem enrugamento ou separa\u00e7\u00e3o do revestimento observados durante o teste.<\/p>\n

T4: Um revestimento de CRA de 4 mm demonstrou forte resili\u00eancia durante os ciclos de flex\u00e3o (Figuras 7). As rugas ocorreram somente em testes prolongados com tens\u00f5es mais altas, e o hidroteste reduziu significativamente a altura das rugas (Figuras 8).<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

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Figura 5. Tubo na parte inferior do tubo - Sexto meio ciclo<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

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Figura 6. Condi\u00e7\u00e3o da tubula\u00e7\u00e3o ap\u00f3s o teste de hidroteste - todas as rugas desapareceram<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

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Figura 7. Tubo na parte inferior do tubo - S\u00e9timo meio ciclo<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

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Figura 8. Rugas ap\u00f3s o teste de hidroteste<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

Desempenho em rela\u00e7\u00e3o aos limites de enrugamento da DNV<\/h3>\n

O desempenho mec\u00e2nico dos tubos testados excedeu os padr\u00f5es do setor em condi\u00e7\u00f5es de instala\u00e7\u00e3o\/operacionais, conforme resumido na Tabela 1. Esses resultados confirmam que os tubos revestidos com CRA testados mant\u00eam a robustez mec\u00e2nica sob condi\u00e7\u00f5es de alta tens\u00e3o, o que os torna adequados para aplica\u00e7\u00f5es offshore desafiadoras. Os dados tamb\u00e9m enfatizam a necessidade de considerar cuidadosamente os limites de deforma\u00e7\u00e3o ao selecionar as configura\u00e7\u00f5es de tubos para ambientes operacionais espec\u00edficos.<\/p>\n

Desafios de soldagem Hi\/Lo em tubos revestidos com CRA versus tubos revestidos com CRA<\/h3>\n

Os desafios do alinhamento Hi\/Lo durante a soldagem afetam significativamente o desempenho mec\u00e2nico e a confiabilidade das juntas soldadas. Isso \u00e9 especialmente cr\u00edtico para tubos revestidos com CRA e tubos revestidos com CRA de grande di\u00e2metro. Os tubos revestidos com CRA utilizam uma liga\u00e7\u00e3o metal\u00fargica entre a camada de CRA e o suporte de a\u00e7o carbono, enquanto os CRA-MLPs empregam uma liga\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica.<\/p>\n

Ambas as configura\u00e7\u00f5es garantem uma durabilidade robusta em condi\u00e7\u00f5es de alta press\u00e3o e de servi\u00e7o \u00e1cido. No entanto, a liga\u00e7\u00e3o metal\u00fargica exige alinhamento preciso e controle de calor nas soldas circulares. O desalinhamento pode levar a concentradores de tens\u00e3o, aumentando o risco de fadiga e rachaduras por corros\u00e3o sob tens\u00e3o (SCC).<\/p>\n

A solu\u00e7\u00e3o desses problemas geralmente envolve esmerilhamento excessivo, o que pode expor o suporte de a\u00e7o carbono \u00e0 corros\u00e3o, aumentando o tempo e os custos de fabrica\u00e7\u00e3o. Por outro lado, os tubos revestidos com CRA (CRA-MLP) usam uma liga\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica, o que simplifica a fabrica\u00e7\u00e3o do tubo, mas n\u00e3o resolve inerentemente os problemas de alinhamento durante a soldagem. No entanto, a aplica\u00e7\u00e3o de revestimento de solda nas extremidades do tubo garante uma prote\u00e7\u00e3o consistente contra a corros\u00e3o e ajuda a mitigar os desafios de alinhamento, fornecendo uma superf\u00edcie uniforme e sold\u00e1vel.<\/p>\n

T\u00e9cnicas avan\u00e7adas de colagem, m\u00e9todos precisos de expans\u00e3o do liner e controles de qualidade rigorosos minimizam o risco de enrugamento do liner, que pode ocorrer durante instala\u00e7\u00f5es de alta tens\u00e3o. Al\u00e9m disso, a liga\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica minimiza o risco de movimento do liner durante ciclos de flex\u00e3o ou t\u00e9rmicos, garantindo a integridade estrutural e reduzindo a probabilidade de problemas operacionais.<\/p>\n

Para aplica\u00e7\u00f5es de grande di\u00e2metro, os tubos revestidos com CRA oferecem uma solu\u00e7\u00e3o simplificada que equilibra flexibilidade, confiabilidade e complexidade de fabrica\u00e7\u00e3o reduzida. Sua adaptabilidade a t\u00e9cnicas avan\u00e7adas de soldagem e condi\u00e7\u00f5es de alta tens\u00e3o os torna particularmente adequados para projetos exigentes de tubula\u00e7\u00f5es submarinas e offshore, em que a efici\u00eancia de custos e a integridade estrutural de longo prazo s\u00e3o essenciais.<\/p>\n<\/div>

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Tabela 1. Compara\u00e7\u00e3o das tens\u00f5es de enrugamento observadas com os limites da DNV<\/p><\/div><\/div><\/div>

Oportunidades para ampliar a tecnologia MLP e o impacto no setor<\/h3>\n

O teste bem-sucedido de tubos revestidos com CRA de 32 polegadas representa um avan\u00e7o transformador na tecnologia de tubos revestidos mecanicamente (MLP), superando as limita\u00e7\u00f5es hist\u00f3ricas de escalabilidade de di\u00e2metro. O dimensionamento de MLPs al\u00e9m da faixa tradicional de 6 a 24 polegadas era anteriormente limitado pela depend\u00eancia de tens\u00f5es de compress\u00e3o para unir o revestimento de CRA ao tubo de a\u00e7o carbono, aumentando o risco de enrugamento ou deforma\u00e7\u00e3o do revestimento sob alta tens\u00e3o, especialmente durante instala\u00e7\u00f5es offshore exigentes.<\/p>\n

Essa conquista demonstra a integridade estrutural e a confiabilidade operacional dos MLPs de 32 polegadas, estabelecendo-os como uma alternativa econ\u00f4mica aos tubos revestidos de CRA para projetos de grande di\u00e2metro. Ao expandir a faixa de di\u00e2metros vi\u00e1veis, os MLPs agora podem atender a um escopo mais amplo de aplica\u00e7\u00f5es em ambientes offshore e submarinos, incluindo setores essenciais como captura, utiliza\u00e7\u00e3o e armazenamento de carbono (CCUS).<\/p>\n

As MLPs revestidas com CRA combinam efetivamente a resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o com custos de produ\u00e7\u00e3o significativamente reduzidos, oferecendo uma economia not\u00e1vel em despesas de capital (CAPEX) para projetos de tubula\u00e7\u00e3o. Os custos tradicionalmente altos dos tubos revestidos com CRA sempre atuaram como uma barreira ao desenvolvimento, paralisando muitos projetos em potencial. Esse avan\u00e7o oferece uma solu\u00e7\u00e3o financeiramente vi\u00e1vel, desbloqueando esses projetos e permitindo o progresso. Al\u00e9m disso, a redu\u00e7\u00e3o do uso de materiais caros de CRA, os cronogramas de produ\u00e7\u00e3o mais r\u00e1pidos e a diminui\u00e7\u00e3o das emiss\u00f5es de CO2 tornam as MLPs sustent\u00e1veis do ponto de vista ambiental e economicamente atraentes.<\/p>\n

O teste bem-sucedido de tubos revestidos com CRA de 32 polegadas n\u00e3o apenas valida seu desempenho mec\u00e2nico em condi\u00e7\u00f5es desafiadoras, mas tamb\u00e9m ressalta sua fun\u00e7\u00e3o na moderniza\u00e7\u00e3o da infraestrutura de dutos. Ao atender a requisitos de desempenho rigorosos, os MLPs oferecem uma solu\u00e7\u00e3o comprovada para o transporte de fluidos corrosivos em condi\u00e7\u00f5es offshore exigentes. Esse desenvolvimento aumenta a competitividade das MLPs em setores como o CCUS, garantindo que elas atendam \u00e0s demandas em evolu\u00e7\u00e3o por solu\u00e7\u00f5es de tubula\u00e7\u00e3o econ\u00f4micas, confi\u00e1veis e sustent\u00e1veis. Esse avan\u00e7o solidifica as MLPs como uma tecnologia fundamental para o avan\u00e7o das iniciativas globais de energia e para a forma\u00e7\u00e3o de um futuro mais sustent\u00e1vel para a infraestrutura de dutos.<\/p>\n

* Este artigo foi publicado originalmente na revista Stainless Steel World - Edi\u00e7\u00e3o de fevereiro de 2025.<\/i><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

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In environments where carbon steel is insufficient due to technical, operational, or economic challenges, CRAs provide a reliable alternative. 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