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RTP VS TCP TUBOS Tubo Termoplástico Reforçado / Tubo Composito Termoplástico nas Indústrias de Petróleo e Gás Aplicações de tubos RTP/TCP de produto no transporte de fluidos de campos petrolíferos, na transmissão de gás e em linhas de fluxo submarinas |
NEM TODOS OS TUBOS SÃO IGUAIS
A escolha de materiais para uso em oleodutos e gasodutos e transporte de hidrocarbonetos pode afetar os custos operacionais, prazos de entrega, conformidade regulatória, facilidade de instalação, custos de manutenção, custo total de propriedade e muito mais.
Embora os tubos de fibra de vidro sejam utilizados para transportar produtos petrolíferos e gás natural, os actuais produtos de fibra de vidro seca e de resina termoendurecida podem já não ser a melhor opção por várias razões.
Estão disponíveis produtos mais avançados, como os tubos termoplásticos reforçados (RTP) e os tubos compostos termoplásticos (TCP) baseados em fibras de vidro, fibras de carbono, basalto ou fibras de aramida numa matriz termoplástica. Estão a ganhar popularidade entre os operadores e engenheiros da indústria do petróleo e do gás porque este tipo de tubo pode suportar condições extremas e não está sujeito aos problemas comuns a que estão sujeitos outros produtos de fibra de vidro.
A resistência do tubo está reforço
Os tubos RTP/TCP são uma alternativa aos materiais de tubagem tradicionais. Trata-se de tubos flexíveis enrolados que proporcionam alta pressão, resistente à corrosão, fiabilidade, resistência e eficiência comprovada da instalação.
As principais aplicações incluem a extração de petróleo e gás e a bombeamento de água.
Maior vida útil de oleodutos e gasodutos
Os tubos termoplásticos RTP/TCP reforçados com polímeros são tão resistentes à corrosão como os tubos GRP e mais duráveis do que os tubos de aço. Podem resistir à corrosão salina, bem como à corrosão por H2S/CO2. Este facto contribui para uma vida útil mais longa de todo o sistema, sem custos adicionais.
Facilidade de instalação e menor custo de aquisição
Os materiais RTP/TCP resistentes à corrosão reduzem as falhas nas tubagens, e a sua flexibilidade requer menos ligações e garante a estanquicidade do sistema. As opções de revestimento permitem a personalização para se adequar a aplicações específicas, permitindo que as propriedades dos materiais seleccionados se adaptem a uma variedade de condições de funcionamento, minimizando a manutenção e o custo total de propriedade. A crescente adoção do TCP deve-se às suas muitas vantagens em termos de poupança em relação aos tubos convencionais. Por exemplo, apesar do custo mais elevado dos materiais, o desempenho mais elevado da fibra de carbono/PVDF da Strohm em linhas de fluxo resulta numa poupança de 30% no custo de instalação em comparação com as linhas de fluxo metálicas.
Facilidade de manutenção e custo total de propriedade
Os materiais RTP/TCP resistentes à corrosão reduzem as falhas nas tubagens, e a sua flexibilidade requer menos ligações e garante a estanquicidade do sistema.
As opções de revestimento permitem a personalização para se adequar a aplicações específicas, permitindo que as propriedades dos materiais seleccionados se adaptem a uma variedade de condições de funcionamento, minimizando a manutenção e o custo total de propriedade.
A crescente adoção do TCP deve-se às suas muitas vantagens em termos de poupança em relação aos tubos convencionais. Por exemplo, apesar do custo mais elevado dos materiais, o desempenho mais elevado da fibra de carbono/PVDF da Strohm em linhas de fluxo resulta numa poupança de 30% no custo de instalação em comparação com as linhas de fluxo metálicas.
O QUE É TUBOS RTP E TCP?
Tubo termoplástico reforçado (RTP), também conhecido como tubo termoplástico flexível composto (TCP), é um termo geral. Trata-se de uma alternativa aos tubos tradicionais. São constituídos por três camadas principais: um revestimento termoplástico, um sistema de reforço contínuo enrolado helicoidalmente de fibra de alta resistência ou fitas UD e uma bainha termoplástica exterior.
Tipicamente, a construção utiliza polietileno (HDPE), poliamida (PA12), polietileno de resistência a temperaturas elevadas (PE-RT), fluoreto de polivinilideno (PVDF) ou polieteretercetona (PEEK) e reforço com fibra de vidro, fibra de aramida ou poliéster, fibra de carbono ou fio ou fita de aço de alta resistência, fita termoplástica reforçada com fibra unidirecional (fita UD), embora sejam utilizadas outras combinações.
Inovações recentes incluem o RTP/TCP para temperaturas de funcionamento elevadas e estanques ao gás, incluindo para o hidrogénio - TCP-DGB.
Uma certa generalização dos termos RTP/TCP gera alguma confusão. Muitas vezes, mesmo os fabricantes de equipamentos não prestam atenção às subtilezas da terminologia e os tubos compostos termoplásticos são designados por tubos termoplásticos reforçados e vice-versa.
Mas as tubagens RTP e TCP têm diferenças fundamentais
Tanto os tubos RTP como os tubos TCP são constituídos por três camadas principais: um revestimento termoplástico, um sistema de reforço de fibras e uma camada termoplástica exterior.
RTP. Tubos Termoplásticos Reforçados (Reinforced Thermoplastic Pipes)
A camada de reforço dos tubos RTP é uma estrutura não ligada que consiste em camadas separadas e não ligadas de polímero e metal, o que permite um movimento relativo entre as camadas. Uma camada de reforço, frequentemente constituída por fibras secas, fios ou fitas metálicas, é enrolada à volta do revestimento e protegida por uma bainha exterior.
São utilizados a pressões mais baixas e a temperaturas menos exigentes do que os tubos TCP totalmente ligados.
Destruição do RTP reforçado com fios de polímero devido à pressão hidráulica excessiva
TCP. Tubos compositos termoplásticos (Thermoplastic composite pipes)
O TCP é uma estrutura totalmente ligada, na qual as três camadas estão totalmente ligadas (fundidas) entre si. Uma camada de reforço de fitas UD enroladas à volta do revestimento e fundidas entre si, reforçada com fibras contínuas unidireccionais (por exemplo, fibras de vidro, carbono, fibras de aramida) é integrada e fundida ao revestimento e à bainha exterior.
São adequados para pressões mais elevadas e para uma gama de temperaturas mais alargada pelas seguintes razões.
Em primeiro lugar, alguns TCP totalmente ligados utilizam não só HDPE com fibra de vidro, mas também resinas termoplásticas de desempenho superior, como PA-12, PVDF, PEEK com fibra de carbono.
Em segundo lugar, as camadas de reforço dos tubos TCP são ligadas umas às outras por fusão, resultando num tubo que é uma estrutura composta, que proporciona um melhor desempenho do que os RTP fabricados com os mesmos materiais.
COMO É FABRICADO O TCP
O TCP é construído em três etapas contínuas.
Em primeiro lugar, é extrudido um revestimento termoplástico. Em seguida, a fita é colocada automaticamente com enrolamento no local de várias a 100 camadas de fita termoplástica reforçada com fibras (fita UD), sendo cada camada fundida às camadas anteriores. Finalmente, o revestimento reforçado passa por uma terceira fase em que é aplicada a bainha exterior. Como explica Nelson Bernardo (Fartouven R&D), o revestimento exterior não é uma co-extrusão convencional. "Derretemos a camada exterior do compósito e revestimos o compósito sob pressão. O resultado é um tubo com elevada resistência ao corte entre o revestimento e a camada de compósito, permitindo aos nossos clientes produzir TCP em qualquer lugar, mantendo um revestimento de elevada resistência, durável e protetor..”
TCP EM TERRA E NO MAR
É importante notar que o desenvolvimento do TCP foi acompanhado pela criação de uma norma formal (DNV GL ST-F119) para a conceção e validação de TCPs em aplicações submarinas. O caminho para esta norma tem sido meticuloso, mas o resultado é um documento e um guia que dá aos profissionais da energia uma maior confiança no desempenho a longo prazo do produto, bem como no custo esperado da sua utilização. Tal confiança, como se pode imaginar, é crítica numa indústria tão altamente regulamentada e monitorizada como a do petróleo e gás offshore, onde a falha de tubagens é simplesmente inaceitável. A norma DNV GL ST-F119 abrange a qualificação dos materiais de base, bem como o método de conceção e, naturalmente, a tecnologia de produção.
A qualificação separada de todos os materiais básicos e só depois a conceção e produção de tubos de qualquer dimensão a partir destes materiais de qualidade é a garantia da qualidade TCP.
TCP Suporta pressão até 689 bar/10.000 psi (TCP=10× RTP)
Pode ser utilizado em 3.000 mwd e foi comprovado com 2.140 mwd. Não requer medidas adicionais para serviços de gás e pode tratar eficazmente todos os serviços que incluem crude doce e ácido, gás e todo o fluxo do poço. Pode ir até 7,75 pol. de diâmetro real do revestimento do furo fabricado num comprimento contínuo de, pelo menos,
~65 °C and 5 ksi (34,5 MPa) / Water, methanol, Hydrocarbons, acids
~80 °C and 10 ksi (69,0 MPa) / Hydrocarbons, seawater
~121 °C and 15 ksi (103,4 MPa) / Hydrocarbons
RTP Lida com pressão de cerca de 70 bar/ 1000 psi
Utilizado em terra e em águas pouco profundas ao largo de cerca de 30 m. Não pode suportar o serviço de gás a alta pressão (pressão de funcionamento máxima de 42 bar) e exige a realização de procedimentos adicionais, por exemplo, ventilação de gás. O diâmetro do furo do revestimento verdadeiro limitado de 5,6 pol. de diâmetro interior pode ser fornecido num comprimento de 300 m por grupo.Source: Obinna Okolie, Jim Latto, Nadimul Faisal, Harvey Jamieson, Arindam Mukherji & James Njuguna. Manufacturing Defects in Thermoplastic Composite Pipes and Their Effect on the in-situ Performance of Thermoplastic Composite Pipes in Oil and Gas Applications. Applied Composite Materials volume 30, pages 231–306 (2023)
MERCADO DE TUBOS TERMOPLÁSTICOS
Mercado global de tubos termoplásticos alcançará US$ 4,5 bilhões até 2030
No cenário de negócios pós-COVID-19 alterado, o mercado global de Tubos Compostos Termoplásticos estimado em US $ 2,6 bilhões no ano de 2022, deve atingir um tamanho revisado de US $ 4,5 bilhões até 2030, crescendo a um CAGR de 7,4% no período 2022-2030.
O Tubo Termoplástico Reforçado, um dos segmentos analisados no relatório, deve registrar CAGR de 7,2% e atingir US $ 2,9 bilhões até o final do período de análise.
Tendo em conta a recuperação pós-pandémica em curso, o crescimento no segmento de Tubos Termoplásticos Compostos é reajustado para um CAGR revisto de 7,8% para o próximo período de 8 anos.
A crescente procura de tubos resistentes à corrosão por parte da indústria do petróleo e do gás deverá impulsionar o crescimento do mercado de tubos compósitos termoplásticos no futuro. A corrosão das condutas é a oxidação e a destruição eletroquímica da estrutura das condutas.
A utilização de termoplásticos na produção e transporte de petróleo e gás está a tornar-se uma solução prática e fiável para reduzir a corrosão. Estas condutas são mais leves e mais resistentes à corrosão do que as condutas de metal, permitindo às empresas de petróleo e gás explorar e produzir em campos de petróleo offshore mais profundos.
Por exemplo, em maio de 2020, de acordo com a Oil Review Middle East, uma revista de petróleo e gás do Médio Oriente, o custo anual da corrosão para a indústria do petróleo e do gás em todo o mundo está estimado em mais de 60 mil milhões de dólares, só nos EUA. estimado em cerca de 27 mil milhões de dólares.
Em termos de refinação, o custo global da corrosão nas refinarias é estimado em 15 mil milhões de dólares por ano na região.
Assim, a procura crescente de tubos resistentes à corrosão por parte da indústria do petróleo e do gás está a impulsionar o mercado dos tubos termoplásticos.
Assim, a crescente demanda da indústria de petróleo e gás por tubos resistentes à corrosão está impulsionando o mercado de tubos termoplásticos.
ACELERAÇÃO CÓSMICA DA PRODUÇÃO DE TSP
Para responder à procura crescente, muitas empresas, como a Strohm, estão a executar pela quinta vez um programa de três anos destinado a aumentar a capacidade de produção da empresa num ano.
EQUIPAMENTO DE TUBOS
FÁBRICA CHAVE NA MÃO
FARTROUVEN R&D
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