N-2298 - Norma Técnica Petrobrás
N-2298 - Norma Técnica Petrobrás
N-2298 - Norma Técnica Petrobrás
Proteção Catódica de
Dutos Terrestres
Procedimento
Cópias dos registros das “não conformidades” com esta Norma, que possam
contribuir para o seu aprimoramento, devem ser enviadas para a
SC - 15 CONTEC - Subcomissão Autora.
Proteção Catódica As propostas para revisão desta Norma devem ser enviadas à CONTEC -
Subcomissão Autora, indicando a sua identificação alfanumérica e revisão, a
seção, subseção e enumeração a ser revisada, a proposta de redação e a
justificativa técnico-econômica. As propostas são apreciadas durante os
trabalhos para alteração desta Norma.
Apresentação
As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas por Grupos de Trabalho
- GT (formados por Técnicos Colaboradores especialistas da Companhia e de suas Subsidiárias), são
comentadas pelas Unidades da Companhia e por suas Subsidiárias, são aprovadas pelas
Subcomissões Autoras - SC (formadas por técnicos de uma mesma especialidade, representando as
Unidades da Companhia e as Subsidiárias) e homologadas pelo Núcleo Executivo (formado pelos
representantes das Unidades da Companhia e das Subsidiárias). Uma Norma Técnica PETROBRAS
está sujeita a revisão em qualquer tempo pela sua Subcomissão Autora e deve ser reanalisada a
cada 5 anos para ser revalidada, revisada ou cancelada. As Normas Técnicas PETROBRAS são
elaboradas em conformidade com a Norma Técnica PETROBRAS N-1. Para informações completas
sobre as Normas Técnicas PETROBRAS, ver Catálogo de Normas Técnicas PETROBRAS.
Sumário
1 Escopo ................................................................................................................................................. 4
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Figuras
Tabelas
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-PÚBLICO-
Prefácio
Esta Norma é complementar à ABNT NBR ISO 15589-1:2016 e especifica requisitos adicionais para
os levantamentos realizados antes da instalação, projeto, materiais, equipamentos, fabricação,
instalação, pré-operação, operação, inspeção e manutenção de sistemas de Proteção Catódica (PC)
para dutos terrestres.
1 Escopo
1.1 Aplica-se a dutos terrestres enterrados em aço carbono e aço inoxidável e a trechos de chegada
em terra de dutos submarinos protegidos por instalações de PC terrestres.
1.3 Parágrafos da ABNT NBR ISO 15589-1:2016 não mencionados aqui são considerados
inteiramente aplicáveis.
1.5 As prescrições desta Norma são válidas a partir da data da sua edição.
2 Referências Normativas
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ABNT NBR 16294 - Anodos de Titânio com Óxidos de Metais Nobres para Proteção
Catódica;
Esta Seção define os requisitos complementares à Seção 6.2 da ABNT NBR ISO 15589-1:2016.
3.1.2 A ABNT NBR 16563-1 define critérios adicionais para controle e mitigação de interferências
elétricas Corrente Alternada (c.a.) em dutos.
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-PÚBLICO-
NOTA 1 Juntas em par de flanges podem ser utilizadas em linhas de surgência com diâmetros
inferiores a 4 polegadas. Recomenda-se que o material da vedação dos flanges seja de
Politetrafluoretileno (PTFE) instalado sobre um núcleo rígido de aço inox, devido a sua
confiabilidade de isolamento e vedação. [Prática Recomendada]
NOTA 2 Juntas em par de flanges existentes não necessitam ser alteradas para o tipo monobloco.
4.1.2 Recomenda-se que as juntas sejam fornecidas com terminais olhais soldados para conexões
elétricas [Prática Recomendada]
4.1.3 Os seguintes dados devem ser fornecidos para aquisição de uma junta:
4.1.4 Ensaios
4.1.4.1 Juntas isolantes devem ser submetidas aos ensaios elétricos descritos no anexo F da
ABNT NBR ISO15589-1:2016.
NOTA As juntas isolantes tipo monobloco devem ser qualificadas na Classe 1 de ensaio de tensão,
enquanto as juntas em par de flanges devem ser qualificadas na Classe 2.
4.1.4.2 Deve ser realizado teste hidrostático com uma pressão maior ou igual a 1,5 vezes a de
projeto, por 1 h, no mínimo, sem vazamentos.
4.1.5 Recomenda-se que as juntas isolantes sejam instaladas acima do solo, após o afloramento do
duto, antes de qualquer suporte ou acessório. [Prática Recomendada]
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4.3.1 Juntas isolantes devem ser protegidas contra descargas atmosféricas por meio de supressores
de transientes, certificados para operar de acordo com a classificação de área do local instalado e
fixados por meio de cabo rígido com espessura mínima de 16 mm2 e com o menor comprimento
possível, instalado conforme Figura 1.
NOTA Proteção opcional para dutos localizados em regiões com densidade descargas atmosféricas para a
terra inferior a 5 descargas/km²/ano. No Brasil, o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), por
meio do Grupo de Eletricidade Atmosférica, disponibilizou os dados através do Anexo F da
ABNT NBR 5419-2.
4.3.2 Os parâmetros definidos para os dispositivos supressores de transientes também são válidos
para a frequência de 60 Hz.
4.3.3 Os supressores de transientes devem ser do tipo centelhador (“spark gap”) ou diodo de
avalanche de silício (Silicon Avalanche Diode - SAD). Varistor de óxido de zinco, que possui
capacidade de decarga de corrente limitada, não deve ser utilizado.
4.3.4 O modo de falha dos dispositivos deve ser tipo “falha fechada”, ou seja, em caso de defeito o
supressor deve entrar em curto-circuito.
4.4 Revestimento
4.4.1 A seleção do revestimento deve estar de acordo com os requisitos da ABNT NBR 12712 e da
ABNT NBR 15280-1.
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4.4.2 Em furos direcionais, o revestimento anticorrosivo externo deve ser ensaiado de acordo com o
requisito de corrente descrito em D.4.3 da ABNT NBR ISO 15589-1:2016, no prazo máximo de uma
semana após o puxamento da coluna. Caso o revestimento externo não atenda aos requisitos
mínimos, deve ser avaliada a necessidade de reforço da PC.
O projeto do tubo-camisa, quando utilizado, deve estar em concordância com a ABNT NBR 12712 e a
ABNT NBR 15280-1.
4.6.1 Recomenda-se que o desacoplador c.c. seja instalado em todos os afloramentos de um duto.
[Prática Recomendada]
4.6.2 O desacoplador c.c. deve ser fornecido com invólucro conforme classificação da área onde for
instalado e deve possuir as seguintes características elétricas:
4.6.3 A ABNT NBR 16563-1 define critérios para controle e mitigação de interferências elétricas c.a.
em dutos.
4.7.1 As drenagens para PC devem ser fabricadas de acordo com a PETROBRAS N-1493.
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5.1.1 Os levantamentos de resistividade do solo devem estar de acordo com a ABNT NBR 7117.
5.1.2 As resistividades devem ser levantadas na faixa do duto, nas seguintes localizações:
a) a cada 500 m à profundidade de 1,5 m, sendo que a cada 10 medições devem ser
também levantadas nas profundidades de 3,0 m, 4,5 m e 6,0 m;
b) em cruzamentos e aproximações com linhas de transmissão de energia elétrica de
tensão igual ou superior a 69 kV; nas profundidades de 1,5 m, 3,0 m, 4,5 m e 6,0 m.
5.1.3.1 Recomenda-se que qualquer levantamento de sistemas existentes seja feito até o limite de
10 km de raio do traçado do novo duto. [Prática Recomendada]
5.1.3.2 Para os dutos existentes dentro da área definida no item anterior, deve-se levantar:
5.1.4 A simulação da interferência c.a. durante um curto-circuito deve ser realizada para todos os
casos de aproximações inferiores a 200 m de dutos com linhas de transmissão de tensão igual ou
superior a 69 kV.
5.1.5 Antes do início dos levantamentos de campo devem ser obtidas as licenças e autorizações dos
proprietários, necessárias à completa e perfeita execução dos serviços.
5.2.1 As medições de potenciais devem ser realizadas para dutos durante o levantamento de
informações de projeto, pré-operação e operação.
5.2.2 Levantamentos de potencial tubo-solo devem ser realizados nos pontos de teste e em qualquer
outro afloramento do duto avaliado ou adjacente.
NOTA Todos os registros de potencial gerados devem ser formatados em uma mesma escala de
maneira a facilitar a interpretação dos resultados.
5.2.3 Potenciais “ON” e “OFF” devem ser apresentados de acordo com os itens abaixo:
a) potenciais “ON” devem ser obtidos em dutos, por meio de registros gráficos de até 24 h;
b) potenciais “OFF” obtidos pelo chaveamento de fontes de corrente de PC ou de cupons
devem ser realizados por meio de registros gráficos de até 5 min.
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5.2.4 O potencial tubo-solo c.a. deve ser levantado para qualquer projeto. Registros gráficos de até
24 h devem ser realizados para potenciais instantâneos superiores a 15 VRMS.
O valor da densidade de corrente da superfície de aço sem revestimento pode ser obtido através da
seguinte fórmula:
Onde:
5.4.2 O cabo elétrico usado no leito de anodos deve possuir revestimento de polietileno de alto peso
molecular (High Molecular Weight Polyethylene - HMWPE).
5.4.3 Emenda entre cabos deve ser evitada. Caso seja imprescindível, deve ser executada com
muflas, conforme Figura 2.
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5.5.1 Não é recomendável o uso de solda exotérmica diretamente no duto. [Prática Recomendada]
5.5.2 Conexões em trechos aéreos devem ser protegidas com revestimento anticorrosivo, executado
de acordo com PETROBRAS N-442.
NOTA Não deve ser aplicada massa epóxi sobre as soldas nos afloramentos.
5.6.1 Quando do lançamento de um duto, deve ser instalado um sistema provisório de PC até a
entrada em operação do sistema definitivo. O sistema provisório deve ser composto por anodos de
magnésio ou pilhas ligadas à estacas metálicas (anodos temporários).
5.6.2 Quando um duto for lançado em faixa existente, o mesmo deve ser interligado ao sistema de
PC em operação. Caso necessário, o sistema deve ser reajustado, e, caso não seja suficiente, deve
ser considerada a instalação de sistema provisório de PC para complementação.
5.6.3 Durante a execução da obra, devem ser realizadas inspeções periódicas (levantamento de
potenciais mensais e de equipamentos elétricos semanais) e a manutenção das instalações de PC
existentes e provisórias, até o término da obra.
NOTA Em sistemas provisórios, é aceitável que o potencial tubo-solo “ON” permaneça igual ou
mais negativo que -850 mV em relação ao ECS.
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Todos os dutos novos ou existentes devem ser interligados eletricamente, através de cabo próprio, a
todos os pontos de teste, retificadores, drenagens elétricas e caixas de interconexão da faixa comum.
NOTA Para dutos operados por terceiros, a interligação fica condicionada a um estudo da
interferência entre os diferentes sistemas de PC.
6.1 Generalidades
6.1.1 As estações de corrente impressa (retificadores ou fontes alternativas) devem ser construídas
em locais que não sofram alagamentos e possuir acesso permanente por carro.
NOTA Recomenda-se priorizar a instalação das estações dentro das unidades operacionais para
evitar a aquisição de terrenos e o vandalismo. [Prática Recomendada]
6.1.2 Quando equipamentos elétricos forem instalados fora de unidades operacionais, devem ser
construídos abrigos para proteção contra intempéries e vandalismo. Modelos de abrigos existentes
nas proximidades devem ser avaliados visando à padronização.
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6.3.1 Generalidades
6.3.1.1 Recomenda-se que o 1o anodo esteja afastado 60 m do duto a ser protegido. [Prática
Recomendada]
6.3.1.2 Todos os anodos devem ser georreferenciados e a faixa devidamente sinalizada por meio de
marcos delimitadores e placas de identificação. Regiões com altos índices de vandalismo podem ficar
isentas da sinalização. [Prática Recomendada]
Recomenda-se a instalação de uma caixa de passagem junto a cada anodo para possibilitar a
avaliação da corrente injetada individualmente. [Prática Recomendada]
6.3.3.1 O enchimento condutor pode ser formado por moinha de coque metalúrgico ou coque
calcinado de petróleo devendo possuir as características descritas abaixo:
NOTA Outros materiais podem ser aplicados desde que comprovados a sua eficiência técnica.
6.3.3.2 Anodos de ferro silício cromo devem atender aos requisitos da ABNT NBR 9240.
6.3.3.3 Anodos de grafite devem atender aos requisitos da ABNT NBR 9241.
6.3.3.4 Anodos de titânio devem ter formato tubular, conexões elétricas internas e atender aos
requisitos da ABNT NBR 16294.
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O enchimento para anodos deve ser preparado a seco e compactado por vibração, colocado dentro
de saco de aniagem e possuir as seguintes características:
8 Pontos de Teste
Define os requisitos complementares ao 11.1 até 11.3 da ABNT NBR ISO 15589-1:2016.
8.1.1 Em cada ponto de teste deve existir um cabo proveniente de cada duto da faixa, ver Figura 3.
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8.1.2 As dimensões do ponto de teste devem ser adequadas considerando a instalação de um cabo
proveniente de cada duto da faixa e previsão para expansão futura para no mínimo um duto.
8.1.3 Cerca de arame farpado deve ser utilizada em áreas rurais, independentemente do modelo de
ponto de teste adotado.
8.1.4 Detalhes do ponto de teste devem levar em consideração a experiência do órgão operacional.
8.2.1 Além de ser usado para medição de potencial “OFF”, o cupom pode ser utilizado para medição
de perda de massa. [Prática Recomendada]
8.2.2 Recomenda-se que sejam instalados cupons de PC em todos os pontos de teste, conforme
Figura 4. [Prática Recomendada]
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NOTA O cupom deve ser conectado ao cabo elétrico por meio de conectores, nunca soldado.
Figura 4 - Cupom de PC
Em cada ponto de teste deve existir um cabo proveniente de cada duto da faixa e seu respectivo tubo
camisa, ver Figura 5.
NOTA O tubo camisa não deve ser interligado ao sistema de proteção catódica do duto.
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8.4.1 Em cada ponto de teste deve existir um cabo proveniente de cada extremidade da junta
isolante, ver Figura 6.
NOTA Para proteção das juntas contra surtos de tensão, deve ser instalado o protetor conforme 4.3.1.
Para efeitos desta Norma, pontos de teste próximos ao retorno de correntes referem-se à caixa de
medição e interligação (CX-MI) do negativo de retificadores e drenagens.
9 Pré-Operação
O duto não deve ser despolarizado antes do início dos ensaios preliminares.
NOTA Medições do potencial natural de corrosão devem ser realizadas somente quando requerido
para levantamentos específicos.
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Registros fotográficos dos componentes novos e existentes do sistema devem ser incluídos na
documentação final.
10.1.1 A periodicidade das inspeções de rotina deve seguir os critérios estabelecidos na Tabela 9 da
ABNT NBR ISO 15589-1:2016 com as seguintes alterações descritas na Tabela 1.
NOTA 1 A quantidade de pontos de testes selecionados pode variar de duto para duto, dependendo
da estabilidade em relação às interferências, vida útil do sistema e qualidade do
revestimento. Devem ser determinados pela equipe responsável pela inspeção do duto.
NOTA 2 Para sistemas instáveis, deve-se medir o potencial “OFF” nos cupons. Quando não houver
cupom deve ser medido o potencial “ON”, observando o critério estabelecido em 3.1.1.
10.1.2 Os ensaios funcionais abrangentes descritos na Tabela 9 da ABNT NBR ISO 15589-1:2016
devem ser realizados observando o Anexo A desta Norma.
10.1.3 O plano de inspeção específica deve ser realizado em toda a extensão de um duto após o
término de sua construção e montagem, conforme ABNT NBR 15280-2; ou em trechos de duto
reparados ou substituídos, em uma campanha de manutenção.
10.1.4 Durante o período de operação de um duto, o plano de inspeção específica deve ser realizado
quando o resultado da passagem de um “pig” instrumentado revelar:
a) um processo corrosivo externo ativo, ou seja, onde for detectado avanço da perda de
espessura;
b) uma perda de espessura superior a 50 %, desde que o local não tenha sido previamente
identificado e inspecionado.
NOTA 1 O prazo para execução do serviço deve ser de até 3 anos após a inspeção por “pig”.
NOTA 2 A inspeção deve ser realizada por uma extensão mínima de 2 km, considerando o trecho de
1 km à montante e 1 km à jusante a partir do ponto defeituoso.
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Mensalmente, deve ser calculada a disponibilidade operacional (D) de cada retificador, considerando
as horas de operação efetiva (lidas no horímetro) e o tempo decorrido entre inspeções, conforme a
fórmula abaixo:
Horas de operação
D (%) x 100
Tempo decorrido
Define os requisitos complementares à Seção 14.1 e 14.2 da ABNT NBR ISO 15589-1:2016.
11.2 O projeto executivo deve ser composto por, no mínimo, os documentos abaixo listados:
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a) identificação;
b) fixação dos marcos de concreto e placa de identificação da faixa do leito;
c) condições do terreno (indícios de erosão, desbarrancamento, assoreamento, cabos
expostos, existência de edificações e plantações não permitidas etc.) na faixa do leito de
anodos;
d) histórico da resistência do leito. Caso uma anormalidade seja detectada, realizar uma
inspeção detalhada do leito utilizando o equipamento de atenuação de corrente ou outra
técnica específica;
e) quando existir caixa de passagem junto ao anodo, deve-se realizar a inspeção do leito
através da medição da corrente drenada por cada anodo, com o auxílio do amperímetro
alicate.
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-PÚBLICO-
A.5 Itens a serem observados nas juntas de isolamento elétrico e sistemas de aterramento
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ÍNDICE DE REVISÕES
REV. A
Partes Atingidas Descrição da Alteração
Todas Revisadas
REV. B
Partes Atingidas Descrição da Alteração
Todas Revisadas
REV. C
3.2.3.2 Incluído
3.3 Incluído
3.4.1 Revisado
3.5.2 c) Revisado
3.8.1 Revisado
4.2.3.1 Incluído
5.3.1 Incluído
7.5.2 Revisado
Tabela 1 Revisado
Tabela 2 Revisado
A.3 Excluído
REV. D
Partes Atingidas Descrição da Alteração
Todas Revisadas
IR 1/1