tecnologias de revestimento portátil

Figura 1. Revestimento de
isolamento térmico aplicado
em uma planta móvel de
revestimento.
Tecnologias de
revestimento
portátil
Paul J. Kleinen, Bredero Shaw, Houston, Vlad Popovici, ShawCor, Toronto,
e Thierry Jahant, Bredero Shaw, Rio de Janeiro, apresentam tecnologias de
revestimento portátil para projetos brasileiros offshore.
O
desenvolvimento de grandes reservas de óleo
e gás offshore no Brasil, em águas rasas e
profundas, aumenta os desafios específicos para
operadoras e contratadas. Os desafios não são
apenas técnicos relacionados à profundidade das camadas
contendo hidrocarbonetos, mas estão também relacionados
ao desenvolvimento da infraestrutura do transporte de
tubulações necessária para mover os hidrocarbonetos de
terminais offshore profundos para terminais onshore ou
centros de refino.
A maioria das tubulações do mundo e do Brasil, incluindo
risers offshore, linhas de vazão e linhas de exportação, é
construída usando tubo de aço revestido internamente com
liga à prova de corrosão (CRA). Como observado em um dos
manuais mais abrangentes de boas práticas de construção de
tubulações, a integridade da tubulação durante mais do que os
25 - 35 anos de validade é importante no projeto, construção
e operação de qualquer tubulação. As tubulações não devem
falhar durante sua vida útil porque essas falhas podem causar
custos humanos, ambientais e econômicos. Como a percepção
do público referente às falhas de tubulação é (geralmente)
muito pior do que os reais custos humanos e econômicos,
muitos recursos vêm sendo direcionados no sentido de
proteger os tubos contra quaisquer potenciais causas que
possam levar a falha da tubulação.1 A indústria de tubulações,
portanto, desenvolveu vários tipos de revestimentos
internos com um ou múltiplos papéis funcionais – proteção
anticorrosão, proteção mecânica, isolamento térmico, controle
de flutuação.
Benefícios da mobilidade
O modelo tradicional para revestir tubos em aço usa uma
instalação fixa e especializada de revestimento, localizada em
uma usina de tubos de aço. Hoje em dia, este modelo é cada
vez mais desafiado pela habilidade das inovadoras tecnologias
de revestimento de tubulações móveis, capazes de reduzir
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Paul J. Kleinen, Bredero Shaw, Houston,
Vlad Popovici, ShawCor, Toronto and Thierry Jahant,
Bredero Shaw, Rio de Janeiro, present portable
coating technologies for Brazilian offshore projects.
The development of the huge oil and gas reserves
offshore Brazil, both in shallow and deepwater, raises
specific challenges to operators and contractors. These
are not only technical challenges related to the depth
of the hydrocarbon‑bearing layers, but also related to
developing the pipeline transportation infrastructure
required to move the hydrocarbons from deep offshore
to onshore terminals or refining centres. The traditional
model for coating steel pipe uses a fixed, specialised
coating facility often located at a steel pipe mill. This
model is increasingly challenged today by the ability of
innovative mobile pipeline coating technologies capable
of reducing pipe transportation costs, simplifying
pipeline project logistics, providing end‑to‑end pipeline
systems and increasing the local content of the project.
In this context, the Brazilian operators and contractors
have the opportunity to use most of these innovative
portable coating technologies.
Bredero Shaw has developed three categories of
mobile coating technologies.
Brigden™ is an innovative modular portable plant
concept developed by Bredero Shaw that is capable of
applying anti‑corrosion and flow assurance pipe coating
solutions using proven, best‑in‑class process technology
while delivering the same quality and output as a fixed
plant. The plant’s innovative system designs include all
anti‑corrosion and flow assurance coating processes as
well as automated end finishing using advanced robotics.
Brigden is a turnkey coating facility assembled from
process modules supplied in standard size, delivered
in specially‑designed shipping containers that are
ISO certified. The plant can be assembled onsite in
approximately eight weeks, saving much needed time in
what is usually a tight schedule, and can coat pipe with
an outside diameter of 220 ‑ 1066 mm (8 ‑ 42 in.).
Secondly, Bredero Shaw provides end‑to‑end
anti‑corrosion and flow assurance systems, including
the factory‑applied line pipe coating and a highly
compatible field joint coating. The field joint coating
equipment, materials and operators can be quickly
mobilized to install the field joint systems in any
onshore or offshore configuration – on a spoolbase
(mainline or onshore tie‑in field joint coating operations)
or on pipelaying vessels (S‑lay, J‑lay, reel-lay).
Finally, a lot of the future offshore Brazilian projects
will require concrete weight coatings for controlling
buoyancy of pipelines in shallow water and using
mobile concrete coating plants is the ideal solution
for executing these projects. A Bredero Shaw mobile
concrete coating plant can be up and running within
two weeks of arrival on‑site and can apply concrete
weight coatings on a wide range of pipes, 168 ‑ 1200 mm
(6 - 48 in.) outside diameter.
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braSil 2012
os custos do transporte de tubos, simplificar a logística dos
projetos de tubulações, fornecer sistemas de tubulações
ponta a ponta e de aumentar o conteúdo local do projeto.
Neste contexto, as operadoras e contratadas brasileiras têm
a oportunidade de usar a maior parte dessas tecnologias
inovadoras de revestimento portátil.
Soluções móveis anticorrosão e de garantia de
fluxo
A Brigden™ é um conceito inovador de planta portátil modular
desenvolvido pela Bredero Shaw, capaz de aplicar soluções
de revestimento de tubo anticorrosão com garantia de
fluxo, usando uma tecnologia de processo comprovada e a
melhor em sua classe enquanto fornece a mesma qualidade e
resultado de uma planta fixa. Os projetos do sistema inovador
da planta incluem processos anticorrosão e de garantia de
fluxo, bem como acabamento final automatizado usando
robótica avançada. O sistema de aquecimento por indução da
planta oferece um grau de controle sem precedentes sobre a
temperatura do tubo, questão chave no revestimento do tubo
com CRA.
A Bridgen é um instrumento de revestimento pronto
para ser usado, montado a partir de módulos de processo
fornecidos em tamanho padrão, entregue em contêineres de
remessa especialmente projetados, certificados pela ISO. A
planta pode ser montada no local em aproximadamente oito
semanas, economizando muito do tempo necessário em um
cronograma normalmente apertado. O layout básico pode ser
personalizado adicionando‑se outros módulos para expandir
a planta e acomodar juntas duplas ou tubos de diâmetro
grande. Embora a configuração padrão da planta inclua FBE
e revestimentos anticorrosão de 3 camadas e revestimentos
de isolamento com enrolamento lateral perfilado, pode‑se
também adicionar módulos para facilitar a aplicação de
qualquer sistema de garantia de fluxo e de revestimento de
tubos anticorrosão. As plantas também podem ser adaptadas
às necessidades específicas do projeto como tubos de
diâmetro pequeno, revestimentos internos e altos resultados
de produção.
A energia da planta pode ser fornecida a partir de rede de
energia elétrica ou autogeradas no local conforme requisitos
de cada projeto. Mesmo a ausência de uma estrutura predial
apropriada não é limitante, pois o projeto modular inclui um
edifício de fabricação completo em estrutura de aço capaz de
suportar ventos com força de furacão.
Uma instalação de revestimento portátil Brigden é operada
por uma equipe dedicada de especialistas em revestimento
e engenharia Bredero Shaw – treinados em práticas de
aperfeiçoamento contínuo e com suporte de recursos
operacionais regionais para fabricação e entregas seguras e
pontuais. A implementação da planta e a execução do projeto
de revestimento são baseadas em práticas de operação
padrão, que fazem parte do Sistema de Fabricação ShawCor
(SMS), difundido por toda a empresa.
O conceito Brigden também é exemplo de
comprometimento da Bredero Shaw com a segurança,
seguindo uma metodologia de processos que identifica
e elimina perigos de modo proativo em toda a planta. A
segurança elétrica do operador, do processo, contra incêndio
e do meio‑ambiente são essenciais no projeto. A planta inclui
um sistema de pré‑tratamento de água residual de processo,
que tem demonstrado operar sem geração de resíduos
perigosos – mesmo o resíduo plástico é reciclado e não
descartado. Um exemplo deste compromisso com a segurança
Figura 2. Instalação Brigden™ instalada para um projeto de
revestimento para garantia de fluxo.
foi a mais recente mobilização Brigden em um projeto de
revestimento de garantia de fluxo no Golfo do México, livre
de incidentes e lesões.
Uma planta móvel Brigden tem a mesma capacidade
de uma planta fixa. A Brigden é capaz de revestir tubos
com diâmetros externos de 220 - 1066 mm (8 - 42 pol.),
comprimentos de 10,4 - 24,4 m (34 ‑ 80 pés) e pesos de até
484 kg/m (325 lb/pés). A planta vem completamente equipada
com instalações integradas para o armazenamento de matérias
primas, manutenção de instalações e controle de qualidade e
testes.
Todas as fases da operação de revestimento Brigden,
incluindo preparação de superfície, pré‑aquecimento,
aplicação de revestimento e inspeção final podem ser
conduzidas em uma área fechada de 1700 m2 (18 000 pés2).
Uma área total de 1,2 ha (2,8 acres) é necessária para
implementar toda a instalação, excluindo requisitos de
armazenagem de tubos.2
O conceito Brigden incorpora a mais recente tecnologia
de revestimento de tubos em termos de capacidade,
segurança e confiabilidade e emprega os processos
Bredero Shaw, líderes no setor, para fornecer soluções de
revestimento anticorrosão de alto desempenho e garantia de
fluxo em locais onde plantas fixas não estão instaladas. Além
disso, a planta móvel Brigden também aumenta o conteúdo
local do projeto, já que a maioria do pessoal envolvido no
projeto de revestimento pode ser contratada localmente,
bem como alguns dos materiais de revestimento, serviços
e equipamentos de manuseio relacionados – carregadeiras
frontais, caminhões etc.
Soluções de revestimento ponta a ponta
Figura 3. Equipamentos móveis de revestimento de juntas de
campo em uma tubulação offshore no Brasil.
Figura 4. Revestimento de concreto aplicado em uma planta móvel
da Bredero Shaw.
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braSil 2012
A consistência e qualidade das juntas de campo são críticas
à integridade do sistema de revestimento de tubulações
offshore. Esta é a principal razão pela qual a Bredero Shaw
fornece sistemas anticorrosão e de garantia de fluxo ponta
a ponta, incluindo revestimento de tubulação aplicado
em fábrica e revestimento de juntas de campo altamente
compatível. Esta solução de revestimento integrada oferece
à operadora do sistema de revestimento ponta a ponta um
desempenho superior de longo prazo, baseado em um sistema
comprovadamente qualificado antes mesmo da instalação da
tubulação offshore.
Os critérios de seleção mais importantes para um
sistema de revestimento de juntas de campo são: excelente
desempenho técnico em longo prazo; compatibilidade
perfeita com o revestimento de tubulação aplicado em planta;
aplicação fácil e consistente (mesmo nível de qualidade)
em quaisquer condições e locais, e curto tempo do ciclo
de aplicação. Apesar da abordagem tradicional ter sido
a aplicação manual desses revestimentos, os critérios de
seleção mencionados acima criaram incentivos para que as
empresas de revestimento especializadas automatizassem os
processos de revestimento de campo o máximo possível. O
Centro de Excelência de Juntas de Conexão da Bredero Shaw
está, portanto, usando as tecnologias mais avançadas para
desenvolver equipamentos de revestimento de juntas
de campo portáteis e automatizados capazes de garantir
consistência e qualidade, aprimorando a segurança do
operador e reduzindo o impacto operacional no campo.
Os equipamentos da empresa, materiais de
revestimento e operadores podem ser mobilizados
rapidamente para instalar o revestimento de juntas de
campo em qualquer configuração onshore ou offshore –
em uma tubulação offshore (operações de revestimento
da linha principal ou de juntas de campo de ligação em
terra) ou em embarcações de assentamento de tubos
(S‑lay, J‑lay, assentamento de carretéis). A Bredero Shaw
oferece às operadoras e contratadas brasileiras uma
variedade de revestimentos de proteção anticorrosão e
de juntas de campo de isolamento térmico na indústria
para complementar revestimentos aplicados em fábrica,
incluindo sistemas de juntas de campo moldados
com injeção de alto desempenho como Thermotite®
IMPP e Thermotite® ULTRA™. No Brasil, os sistemas de
revestimento de juntas de conexão com isolamento
da empresa foram instalados em projetos como PDEG,
PDEG‑B, Hybrido I e II, BC‑10 Fase I, Peregrino e P‑56.3
Tecnologias móveis de revestimento em
concreto
Os revestimentos de peso de concreto vêm sendo
desenvolvidos e usados durante as últimas quatro
décadas para controlar a flutuação de tubulações
offshore instaladas em águas rasas.
Embora a solução óbvia para controlar a flutuação
seria aumentar a espessura da parede do tubo de
aço, os revestimentos de concreto fornecem ao
setor um substituto pesado, mas com preço melhor
e que também protege o tubo contra o impacto e o
dano por penetração. Peso, benefício buscado nos
revestimentos em concreto, infelizmente aumenta
significativamente os custos logísticos, principalmente
quando o tubo revestido em concreto precisa percorrer
longas distâncias até o local de instalação. Os custos
aumentam não apenas por causa do peso adicional
que precisa ser transportado, mas devido ao número
reduzido de tubos que podem ser carregados em uma
viagem, já que o tubo revestido em concreto ocupa mais
espaço no caminhão ou na embarcação.
Para evitar os custos adicionais de logística acima
mencionados, o setor começou a procurar soluções
para levar a planta de revestimento de concreto
mais próxima do local do projeto. Um dos principais
processos de aplicação para os revestimentos de
concreto é o processo de revestimento por compressão.
Neste processo automatizado de enrolamento lateral,
o tubo é girado e transportado por rodas de suporte
em taxas controladas através do aplicador de concreto.
A mistura de concreto, uma rede de aço reforçada
e um enrolamento externo de PE são enrolados
simultaneamente ao redor do tubo na espessura de
concreto necessária em uma passagem. O enrolamento
externo de polietileno tensionado ajuda a concluir a
cura do concreto. O tubo revestido é depois movido
para a área de armazenagem.4
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A Bredero Shaw tem aprimorado continuamente este
processo de revestimento de concreto com enrolamento
lateral e reduzido o impacto do equipamento até
desenvolver a primeira planta portátil para revestimentos
de concreto. Esses esforços foram facilitados pelo fato
de que o processo de revestimento e equipamentos
são modulares. Hoje, os equipamentos de uma planta
de revestimento de concreto móvel podem ser
carregados em 12 contêineres padrão de 20 pés. Uma
planta de revestimento móvel pode ficar operante e em
funcionamento em até duas semanas da chegada ao local.
Elas podem ser configuradas para aplicar revestimentos
de peso de concreto em uma ampla variedade de tubos
de diâmetro externo de 168 - 1200 mm (6 ‑ 48 pol.). Após
ser desmobilizada, cada componente da planta é reparado
e restaurado de acordo com os standards de qualidade,
localizado no centro de excelência Bredero Shaw, no Texas.
Todos os equipamentos são limpos e testados antes de
serem mobilizados para o próximo projeto de revestimento
por caminhão, trem ou embarcação.
As plantas de concreto móveis da Bredero Shaw agora
são a escolha favorita do setor para os novos projetos
de tubulação quando os tubos precisam percorrer longas
distâncias para chegar ao local de instalação. Desde o
primeiro projeto mobilizado na Itália em 1994, as plantas
móveis de revestimento de concreto da Bredero Shaw já
concluíram com sucesso mais de 200 projetos, fornecendo
revestimentos em concreto para mais de 150 clientes.
As plantas móveis de revestimento de concreto da
Bredero Shaw foram mobilizadas para mais de 50 locais ao
redor do mundo e a lista continua a crescer.
O uso das plantas móveis de revestimento de concreto
para novos projetos de tubulação oferece benefícios
para todos. Os operadores de tubulações obtêm a
mesma qualidade de revestimento garantida em qualquer
lugar do mundo, evitando custos adicionais de logística
significativos para o transporte de tubos e aumentando o
conteúdo local do projeto. Por outro lado, as comunidades
onde as plantas de revestimento de concreto são
mobilizadas são beneficiadas, porque os moradores locais
são contratados para operar as plantas, matérias primas –
cimento, agregados pesados, areia – originadas localmente,
assim como o material rolante auxiliar para as operações
de revestimento de concreto – guindastes, caminhões, pás
carregadeiras.
Muitos dos futuros projetos brasileiros offshore
necessitarão de revestimentos em concreto para controlar
a flutuação de tubulações em águas rasas e a utilização de
plantas móveis é a solução ideal para executar tais projetos.
References
1.
2.
3.
4.
Associação Internacional de Empreiteiras de Tubulação e Offshore (2011),
Onshore Pipelines – The Road to Success, http://www.iploca.com/page/
content/index.asp?MenuID=319&ID=820&Menu=1&Item=28.10
MOSCARELLO, R., KLEINEN, P., HABERER, S. (2011), ‘The Mobile Option’,
publicado em Oilfield Technology, agosto de 2011.
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Oilfield Technology, setembro de 2011.
POPOVICI, V. (2009), ‘Protecting Pipelines with Concrete’, publicado em Concrete
Engineering International, Volume 13, Número 4, Inverno de 2009.