Dependendo de sua localização no sistema de transporte, os gasodutos de gás natural são classificados como transmissão, distribuição, coleta e produção. As tubulações das linhas de transmissão pelas quais o gás é transportado por longas distâncias são de grande diâmetro – geralmente de 15 a 120 cm, e muitas vezes sob alta pressão (15 a 100 bar). As linhas de distribuição são um sistema de gasodutos principais e de serviço que fornecem gás natural a residências e empresas e são operados a pressão relativamente baixa. Os gasodutos de coleta de gás transportam o gás do ponto de produção para outra instalação para processamento posterior ou para linhas de transmissão. As linhas de produção incluem as tubulações e equipamentos utilizados para preparar o gás para transporte. A fase de instalação destes gasodutos é fundamental para garantir a sua integridade a longo prazo.
Materiais
Atualmente, a maioria dos dutos de transporte e coleta de gás são feitos de aço com alto teor de carbono. Durante o processo de fabricação, os segmentos de tubos são rigorosamente inspecionados para determinar se cumprem os requisitos regulamentares e os padrões de segurança. Normalmente com 12 a 24 m de comprimento, os segmentos são projetados para sua localização específica na tubulação. Vários fatores relacionados às condições do solo, localização geográfica ou população determinam os requisitos de tamanho, resistência e espessura da parede do tubo.
As tubulações de distribuição também podem ser feitas de aço, mas são cada vez mais utilizados plásticos ou compósitos de alta resistência. Essas linhas mais antigas são geralmente feitas de ferro fundido, que se torna frágil com o tempo e pode ser suscetível de quebrar quando as massas terrestres se movem, como devido a ciclos de congelamento/descongelamento ou outras causas.
Em alguns casos, é necessária a realização de inspeções regulares durante os meses de inverno, permitindo a detecção e remoção oportuna de vazamentos causados pelo rompimento do gasoduto devido ao congelamento.
Preparação de trincheira
Após a obtenção das respectivas licenças, o procedimento de colocação dos gasodutos pode prosseguir com as actividades preparatórias, que incluem a marcação do percurso, a limpeza e nivelamento do terreno e a escavação da vala. O primeiro passo envolve a marcação da área de trabalho aprovada (seus limites e espaços de trabalho temporários adicionais) e a marcação da localização de estradas e outras linhas de serviços públicos. Durante a instalação, as áreas próximas ao percurso, sensíveis do ponto de vista da proteção ambiental, também deverão ser vedadas. Antes de cavar a vala, o empreiteiro deve marcar a sua linha central.
Antes de proceder à limpeza e nivelamento do terreno, deverá ser verificada a presença de vedações privadas que possam necessitar de ser removidas e deverão ser instaladas vedações que limitem o acesso de animais agrícolas e selvagens ao percurso. Depois disso, a área de trabalho é limpa de vegetação e outros obstáculos (árvores, troncos, arbustos, pedras). Quando necessário, também é realizado o nivelamento do solo – geralmente na presença de declives acentuados e nos demais casos em que é necessário evitar flexões excessivas da tubulação.
As empresas de distribuição de gás e os subcontratantes do projecto devem considerar cuidadosamente quando cavar a vala para a linha de gás. Às vezes, esta etapa precede o descarregamento dos segmentos de tubulação e sua disposição ao longo do percurso, mas em muitos casos a vala não é descoberta até que os segmentos sejam soldados e a tubulação esteja pronta para ser baixada na vala e enterrada. As valas abertas acarretam o risco de queda de objetos, cascalho e terra, por exemplo, durante uma tempestade e, portanto, o período durante o qual a vala está aberta deve ser reduzido ao mínimo.
Em terrenos abertos com solo relativamente fácil de cavar e sem obstáculos, são utilizadas valas especiais, adequadas para cavar canais longos e retos. Para valas de curto comprimento, próximas a obstáculos ou com curvas, geralmente são utilizadas escavadeiras. A abertura de valas perto de obstruções ou outras tubulações subterrâneas geralmente é feita por uma combinação de escavação manual e mecânica para evitar danos a essas estruturas.
Hoje, tecnologias sem valas, como perfuração e perfuração horizontal controlada (perfuração direcional horizontal, HDD), também são utilizadas para a colocação subterrânea de gasodutos. Muitas vezes, quando o traçado do gasoduto atravessa rios, utiliza-se o HDD, pois o método permite limitar significativamente o impacto ao meio ambiente e colocar a tubulação em uma profundidade muito maior.
A perfuração é amplamente aplicada em gasodutos de distribuição de gás, especialmente em áreas urbanas e no cruzamento de estradas e outras linhas de serviços públicos. Ambos os métodos são acompanhados de riscos correspondentes – por exemplo, podem quebrar-se canos de esgoto de plástico ou argila, que são mais difíceis de localizar.
Preparação de tubos
Uma vez pronto o percurso, os segmentos de tubos são transportados até o terreno designado, descarregados e empilhados em linha contínua paralela à vala. É bom que a distância entre o gasoduto e a vala seja de pelo menos 1 m.
Durante esta fase, e em geral durante o processo de colocação subterrânea, devem ser feitos esforços para proteger o tubo e especialmente para proteger o seu revestimento catódico. Nas áreas florestais e agrícolas, o contratante do gasoduto deverá prever distâncias de saída que permitam a passagem de animais. Em áreas urbanas, os segmentos de tubulação geralmente são armazenados em armazéns próximos ao trajeto, sendo cada segmento transportado para a vala individualmente quando a equipe de engenharia estiver pronta para isso.
Quando os segmentos já estão dispostos ao longo do comprimento da vala, antes de serem unidos por soldagem, seções individuais do tubo são dobradas com uma máquina hidráulica quando necessário. Isso é feito para que a linha de gás se encaixe uniformemente nos diferentes contornos do fundo da vala.
Isto é seguido por uma inspeção visual do interior de cada tubo e conexão para garantir que estejam limpos e vazios. As extremidades de cada segmento são limpas por dentro e por fora de ferrugem, incrustações, sujeira, lubrificantes, revestimentos protetores e qualquer outro assunto que possa afetar adversamente a qualidade da solda.
A soldagem (manual, automática ou semiautomática) utiliza pinças de alinhamento internas ou externas que unem os dois segmentos de tubo e garantem seu posicionamento exato um em relação ao outro. Os suportes de alinhamento interno permanecem no lugar durante a soldagem e, em seguida, movem-se para o local da próxima soldagem ao longo do percurso. Quando são utilizadas braçadeiras externas, os segmentos são inicialmente unidos com soldas curtas ao redor do perímetro do tubo, depois as braçadeiras são removidas e o processo de soldagem é concluído.
O tempo ventoso pode ter um impacto negativo no processo de soldagem devido às partículas de poeira que voam e entram nas costuras. Portanto, na presença de tais condições climáticas, as empresas contratadas utilizam toldos de proteção portáteis equipados com sistema de ventilação.
A qualidade da solda é crítica e, portanto, após a conclusão do processo, as costuras são minuciosamente inspecionadas por método radiográfico ou ultrassônico automático. O controle radiográfico de juntas soldadas tem sido aplicado desde o final da década de 1950. A técnica envolve colocar um filme na parte externa da solda e irradiá-lo com raios X ou raios gama de dentro do tubo. Segue-se o processamento fotoquímico do filme, análise da imagem radiográfica para detecção de possíveis defeitos e elaboração de recomendações para sua remoção.
O outro método de inspeção utiliza a reflexão de ondas sonoras na superfície das juntas soldadas. No cerne da técnica está o princípio de que algumas das características das ondas mudam quando interagem com defeitos. As ondas refletidas são enviadas para um receptor que analisa as imagens resultantes e avalia a qualidade da solda. Comparado à radiografia, o controle automatizado de ultrassom proporciona uma inspeção mais rápida. Quando defeitos são encontrados por qualquer um dos métodos, eles são retificados ou cortados e reparados, após o que as juntas soldadas são testadas novamente.
Colocando o gasoduto
Antes da etapa final – colocação do gasoduto na vala, são necessários mais alguns procedimentos para garantir sua qualidade e longa vida útil. Valas com formações que podem danificar o revestimento (por exemplo, aquelas em solos pedregosos) são geralmente revestidas com uma camada de areia ou outro material protetor. O revestimento é verificado uma última vez quanto a defeitos ocorridos durante a instalação, após o que o gasoduto está pronto para ser baixado na vala.
Uma série de assentadores de tubos de lança lateral cuidadosamente coordenados seguram a tubulação, movem-na lentamente em direção à vala e baixam-na suavemente para dentro da vala. Não há diretrizes disponíveis sobre o comprimento do tubo antes de ser colocado. Este fator é determinado principalmente pelas condições – a planicidade do terreno, se a área pela qual o percurso passa é urbana ou não, etc.
Depois de colocar o tubo, uma camada protetora adicional pode ser colocada sobre ele para proteger o revestimento de pedras e outros detritos. Na etapa final, a terra retirada é devolvida à vala com o auxílio de escavadeiras e tratores. Onde o material de aterro da vala for mais pedregoso e grosso, poderá ser necessária uma pré-peneiração.
A última inspeção do gasoduto antes de sua entrada em serviço inclui testes hidrostáticos. O tubo é preenchido com água e a pressão é aumentada para um valor bem acima da pressão de trabalho pretendida. Quando um determinado valor é atingido, o aumento da pressão para e a água na tubulação pode ser estabilizada termicamente. Instrumentos sensíveis registram mudanças na pressão e uma queda no valor pode ser um indicador de vazamento. Caso haja indícios de vazamento, é iniciado um procedimento para localizá-lo e eliminá-lo, o que pode ser difícil, principalmente se o vazamento for pequeno. Se a sua localização não puder ser detectada visualmente, a tubulação é dividida em seções cada vez menores até que o vazamento seja localizado. O teste continua até que todas as seções tenham a garantia de suportar a pressão necessária por um tempo especificado. A água é então drenada da tubulação e tratada de maneira ecologicamente correta.
As linhas de gás são secas até o ponto de orvalho necessário por lavagem com metanol, purga com nitrogênio ou ar ultra-seco, vácuo ou até mesmo gás natural. É importante que toda água e vapor d’água sejam retirados da linha de gás, pois a umidade pode corroer a superfície interna ou atingir os consumidores e causar problemas em seus equipamentos.
