MÉTODO PARA CÁLCULO DA TAXA DE FALHA DE DUTOS
FLEXÍVEIS SUBMARINOS
METHOD FOR CALCULATION OF SUBSEA FLEXIBLE
FLOWLINES FAILURE RATE
MÉTODO PARA CÁLCULO DE LA TASA DE FALLA DE DUCTOS
FLEXIBLES SUBMARINOS
Salvador Simões Filho1
RESUMO
Apresenta-se o método de cálculo para taxa de falha de dutos flexíveis submarinos na Petrobras, que utiliza a distribuição de Weibull em comparação com o método tradicional do PARLOC - Pipeline and Riser Loss ofContainment Study - Pipeline Offshore Reliability Data - Banco de dados de dutos do Mar do Norte.
ABSTRACT
This report presents the method of calculation for subsea flexible flowlines failure rate at Petrobras using the Weibull distribution compared to PARLOC traditional method that uses the exponential distribution. PARLOC - Pipeline and Riser Loss of Containment Study - Pipeline Offshore Reliability Data - North Sea Pipeline Database.
RESUMEN
Presenta-se, aquí, el método de cálculo para tasa de falla de ductos flexibles submarinos en la Petrobras, que utiliza la distribución de Weibull, en comparación con el método tradicional del PARLOC, que utiliza la distribución exponencial. PARLOC - Pipeline and Riser Loss of Containment Study - Pipeline OffshoreReliability Data - Banco de datos de ductos del Mar del Norte.
1. INTRODUÇÃO
O desenvolvimento do trabalho de Monitoramento / Inspeção de Integridade de Duto Flexível Submarino - Inspeção Baseada em IBR (1,2) para a Bacia de Campos, que utilizou matriz de risco com ranqueamento da freqüência de falhas e suas conseqüências, mostrou a necessidade de estabelecer um método mais preciso para o cálculo da taxa de falha.
Após pesquisa bibliográfica, que indicou OREDA / DNV (3), GPERD / AIChE (4) e PARLOC / HSE (5) como as três literaturas mais apropriadas para o cálculo de taxas de falhas em dutos, chegou-se à
1 Pesquisa e Desenvolvimento de Produção, Tecnologia Submarina, Centro de Pesquisas (Cenpes)
conclusão que o PARLOC tinha mais respaldo Internacional na área de dutos, e inclusive fazia menção a Risers e Flowlines. Apesar de todas as três literaturas considerarem taxas de falha constantes, isto é, distribuição exponencial, em nenhum local pesquisado descreve-se a utilização da distribuição de Weibull (6) para dutos.
Descrição sucinta do Banco de Dados.
• OREDA - Offshore Reliability Data Handbook. É um banco de dados de confiabilidade de equipamentos de processo, segurança e submarinos. Compreende dados de uma grande variedade de plataformas, tipos de equipamentos e condições operacionais. Participam deste projeto dez grandes empresas petrolíferas de seis diferentes países, reunindo ao todo 33 000 registros de falhas, contabilizados a partir do início dos anos 80. Distribuído pela DNV Technica e publicado pelas empresas participantes. Última edição em 2002.
• GPERD - Guidelines for Process Equipment Reliability Data. Publicado pelo AIChE - American Institute of Chemical Engineers, contém dados de falha de equipamentos da indústria química, especialmente tubulações e acessórios não encontrados no OREDA.
• PARLOC – Pipeline and Riser Loss of Containment Study - Pipeline Offshore Reliability Data, criado pelo HSE (United Kingdom Health & Safety Executive) e contratado ao AME (Advanced Mechanics & Engineering Ltd). É um relatório bi-anual com edições em 90, 92, 94, 96, 98 e 2000, onde a preocupação principal é a perda de contenção de produto para o meio ambiente dos dutos utilizados no Mar do Norte.
2. OBJETIVO
O objetivo, aqui, é definir o MÉTODO PARA CÁLCULO DA TAXA DE FALHA DE DUTOS FLEXÍVEIS SUBMARINOS de forma a padronizar a coleta e o cálculo das taxas de falhas de Dutos Flexíveis Submarinos na Petrobras.
Numa primeira etapa, para efeito de padronização, será adotado o modelo simplificado, isto é, modelo para amostras homogêneas, considerando taxa de falha constante, semelhante ao que é utilizado no PARLOC - Pipeline and Riser Loss of Containment Study, criado pelo HSE (United Kingdom Health & Safety Executive) e contratado ao AME (Advanced Mechanics & Engineering Ltd).
O PARLOC é um relatório bi-anual com edições em 90, 92, 94, 96, 98 e 2000, onde a preocupação principal é a perda de contenção de produto para o meio ambiente dos dutos utilizados no Mar do Norte. Desse modo, como resultado do trabalho são apresentados gráficos com as freqüências de vazamento por km-ano para várias taxionomias adotadas.
Numa segunda etapa, será feito o tratamento estatístico de dados utilizando a distribuição de Weibull, isto é, taxa de falha não obrigatoriamente constante, com a utilização do software Weibull ++ 6 MT da Reliasoft Corporation.
Na etapa final, serão analisados e comparados os resultados calculados pelos dois processos de cálculo, o que permitirá uma ampla discussão para o estabelecimento da melhor filosofia de cálculo da taxa de falha de dutos flexíveis submarinos na Petrobras.
3. PARLOC 1996
O PARLOC 1996, disponível na internet, apresenta informações de perda de contenção (vazamentos) de dutos com base em dois bancos de dados dos Operadores do Mar do Norte: Pipeline Database e Incident Database. O resumo do Pipeline Database do PARLOC 1996 é apresentado na tabela I
TABELA I
SUMÁRIO DA BASE DE DADOS (POR DIÂMETRO DO DUTO E CONTEÚDO)
TABLE I
SUMMARY OF PIPELINES DATABASE BY PIPELINE DIAMETER AND CONTENTS
PIPELINE DATABASE PARLOC 1996Line Type Contents of Pipeline
Diameter(in) Oil GAS Other Total
Flexible lines 119 31 47 197 Steel lines 264 349 193 806 2 to 9 130 95 168 393 10 to 16 74 123 23 220 18 to 24 37 77 1 115 26 to 40 23 54 1 78 Total 383 380 240 1003
Number of Pipeline in Database
Line Type Contents of Pipeline
Diameter(in) Oil GAS Other Total
Flexible lines 1351,9 297,9 647,8 2297,6 Steel lines 54121,6 120957 18309 193387,6 2 to 9 6017,6 3702 17248,9 26968,5 10 to 16 9958,4 15372,9 1030,8 26362,1 18 to 24 13190,1 23158,3 28,9 36377,3 26 to 40 24955,5 78723,8 0,4 103679,7 Total 55473,5 121254,9 18956,8 195690
Operating Experience in Km-Years to end of 1995
Line Type Contents of Pipeline
Diameter(in) Oil GAS Other Total
Flexible lines 384,1 190,1 208,1 782,3 Steel lines 3136,6 5808,3 2304,8 11249,7 2 to 9 784,2 661,5 2106,7 3552,4 10 to 16 977,5 2108,6 180,3 3266,4 18 to 24 968,9 1845,2 17,5 2831,6 26 to 40 406 1193 0,3 1599,3 Total 3520,7 5998,4 2512,9 12032
O resumo do Incident Database do PARLOC 1996 é apresentado no fluxograma abaixo e nas tabelas II e III:
TABELA II
SUMÁRIO DOS DUTOS DE AÇO NA BASE DE DADOS
(POR DIÂMETRO DO DUTO)
TABLE II
SUMMARY OF STEEL PIPELINES IN DATABASE BY PIPELINE DIAMETER
Diameter(Inches) pipelines No. Of length(km) Total Km Years No. Of Risers Riser Years0 to 2 42 363,4 1585,3 55 768,4 >2 to 4 135 1809 13034,3 167 1362,3 >4 to 6 88 498,2 4048,4 66 496,1 >6 to 9 150 1174 8595,1 145 1234,6 >9 to 12 101 955,6 6438,7 149 1305,9 >12 to 16 119 2423 19923,3 179 1778,7 >16 to 20 63 1963 19285,2 113 1475,8 >20 to 24 51 1789 16965,6 85 1286 >24 to 30 39 3101 34702,6 52 819,7 >30 to 40 40 5371 69103,6 50 712,1 TOTAL 828 19447,2 193682,1 1061 11239,6
TABELA III
PERDA DE CONTENÇÃO DOS DUTOS (RISER E PIPELINE)
TABLE III
LOSS OF CONTAINMENT FOR PIPELINES (RISER AND PIPELINE)
PARLOC 1996 RISER
RISER NUMBER OF INCIDENTS FREQUENCY PER YEAR
Type Diameter (inches) Experience (years) Reported Number BoundLower Best Estimate Bound Upper Reported Number Bound Lower Estimate Best Bound Upper
2 to 9 3515,7 4 1,37 4 9,15 4 3,89E-04 1,14E-03 2,60E-03 10 to 16 3266,4 6 2,61 6 11,84 6 8,00E-04 1,84E-03 3,63E-03 18 to 24 2831,6 2 0,36 2 6,30 2 1,25E-04 7,06E-04 2,22E-03 STEEL LINES
26 to 40 1599,3 0 0,00 0,7 3,00 0 0,00E+00 4,38E-04 1,87E-03 ALL FLEXIBLES ALL DIAMETER 782,3 4 1,37 4 9,15 4 1,75E-03 5,11E-03 1,17E-02
PARLOC 1996 PIPELINE
PIPELINE NUMBER OF INCIDENTS FREQUENCY PER KM.YEAR
Type Contents Experience (km.years) Reported Number BoundLower Best Estimate Bound Upper Reported Number Bound Lower Estimate Best Bound Upper
All 196273,7 22 14,89 22 31,41 22 7,59E-05 1,12E-04 1,60E-04 Oil 54347,7 15 9,25 15 23,10 15 1,70E-04 2,76E-04 4,25E-04 Gas 123208,5 1 0,05 1 4,74 1 4,16E-07 8,12E-06 3,85E-05 STEEL LINES
Other 18717,5 6 0,00 6 11,84 6 0,00E+00 3,21E-04 6,33E-04 ALL FLEXIBLES ALL DIAMETER 2302,2 7 3,29 7 13,15 7 1,43E-03 3,04E-03 5,71E-03
O PARLOC, como a maioria dos bancos de dados de falhas, considera como premissa que a amostra é homogênea e a taxa de falha é constante (na fase de vida útil). O estimador da taxa de falha é obtido pela divisão do número de falhas pelo tempo total de serviço agregado, considerando-se a distribuição de Poisson. E os limites de confiança estimados pela distribuição do Chi-quadrado.
Veja abaixo o que cita o OREDA:
4. PETROBRAS 2002
O Petrobras 2002 são dados registrados do período de 16-08-1983 até 26-09-2002 do Database Petrobras, conforme tabelas IV, V e VI.
TABELA IV
SUMÁRIO DOS RISERS
TABLE IV
SUMMARY OF RISERS
RISER Comprimento Total (km) Tempo de vida (ano) Tempo (km.ano) Comprimento X Nº de Falhas
1 0,33 18,71 6,17 0 2,4 10,65 18,60 198,09 0 2,5 145,98 225,11 32861,56 0 4 195,69 310,30 60722,61 4 6 146,92 170,84 25099,81 2 7.625 2,03 57,29 116,30 0 8 38,58 226,04 8720,62 4 9 2,3 2,61 6,00 1 9,2 1,77 31,41 55,60 0 9,13 6,21 1,56 9,69 0 9,5 11,58 76,29 883,44 0 9,75 11,37 0,00 0,00 0 10 3,67 175,64 644,60 1 11,06 2,75 19,21 52,83 2 11,13 6,62 2,58 17,08 0 11,25 1,85 60,65 112,20 0 11,5 0,34 68,11 23,16 0 12 2,2 14,27 31,39 0 14,5 2,2 10,11 22,24 0 TODOS 593,04 1489,33 129583,39 14
RISER Comprimento Total (km) Tempo de vida (ano) Tempo (km.ano) Comprimento X Nº de Falhas
>0 e < 6 499,57 743,56 118888,24 6
>6 e <16 93,47 745,77 10695,15 8
TABELA V
SUMÁRIO DOS FLOWLINES
TABLE V
SUMMARY OF FLOWLINES
Flow Comprimento Total (km) Tempo de vida (ano) Tempo (km.ano) Comprimento X Nº de Falhas
1 6,43 33,25 213,86 0 2,4 31,55 58,48 1844,99 0 2,5 552,64 285,58 157823,50 0 4 659,36 302,05 199160,29 2 6 530,97 194,15 103087,83 1 7.625 6,70 71,56 479,38 0 8 125,44 225,47 28282,73 0 9 1,82 4,80 8,73 0 9,2 1,65 8,28 13,65 0 9,13 0,00 0,00 0,00 0 9,5 20,76 63,29 1313,58 0 9,75 0,35 4,11 1,45 0 10 43,94 206,96 9093,41 0 11,06 0,03 8,28 0,26 0 11,13 0,65 2,58 1,67 0 11,25 1,00 6,11 6,12 0 11,5 5,99 69,35 415,48 0 12 1,66 32,30 53,71 0 14,5 0,00 0,00 0,00 0 TODOS 1990,94 1576,60 501800,65 3
Flow Comprimento Total (km) Tempo de vida (ano) Tempo (km.ano) Comprimento X Nº de Falhas
>0 e < 6 1780,96 873,51 462130,47 3
>6 e <16 209,99 703,09 39670,18 0
TODOS OS RISERS 1990,95 1576,60 501800,65 3
RISER+FLOW Comprimento Total (km) Tempo de vida (ano) Tempo (km.ano) Comprimento X Nº de Falhas
>0 e < 6 2280,53 1617,07 581018,71 9
>6 e <16 303,46 1448,86 50365,33 8
TABELA VI
PERDA DE CONTENÇÃO DOS DUTOS (RISER E PIPELINE)
TABLE VI
LOSS OF CONTAINMENT FOR PIPELINES (RISER AND PIPELINE)
DATABASE PETROBRAS - UN-BC - 2002 RISER
RISER NUMBER OF INCIDENTS FREQUENCY PER YEAR
Type Diameter (inches) Experience (years) Reported Number BoundLower Best Estimate Bound Upper Reported Number Bound Lower Estimate Best Bound Upper
> 0 e < 6 743,56 6 2,61 6 11,84 6 3,51E-03 8,07E-03 1,59E-02 > 6 e <16 745,77 8 3,98 8 14,43 8 5,34E-03 1,07E-02 1,94E-02 ALL FLEXIBLES
ALL DIAMETER 1489,33 14 8,46 14 21,89 14 5,68E-03 9,40E-03 1,47E-02
DATABASE PETROBRAS - UN-BC - 2002 PIPELINE (RISER E FLOWLINE)
PIPELINE (RISER E FLOWLINE) NUMBER OF INCIDENTS FREQUENCY PER KM.YEAR
Type Contents Experience (km.years) Reported Number BoundLower Best Estimate Bound Upper Reported Number Bound Lower Estimate Best Bound Upper
5. ANÁLISE COMPARATIVA DOS RISERS PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002
COMPARATIVO RISERS PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002
3,89E-04 8,00E-04 1,25E-04 0,00E+00
1,75E-03 3,51E-03 5,34E-03 5,68E-03 1,14E-03 1,84E-03 7,06E-04 4,38E-04 5,11E-03 8,07E-03 1,07E-02 9,40E-03 2,60E-03 3,63E-03 2,22E-03 1,87E-03 1,17E-02 1,59E-02 1,94E-02 1,47E-02 0,00E+00 5,00E-03 1,00E-02 1,50E-02 2,00E-02 2,50E-02 1 2 3 4 5 6 7 8 PARLOC 96 PETROBRAS UN-BC
Gráfico 1:
No caso de Risers rígidos de aço (stell lines) não se pode comparar por não se ter disponível dados para Risers rígidos na Petrobras
Analisando somente os dutos flexíveis (all flexibles), pode-se ver que os Risers utilizados pela Petrobras, linha vermelha, apresentam freqüência de falha um pouco maior que os Risers do PARLOC 96, linha azul. A maior freqüência de falha dos Risers da Petrobras em comparação com os do PARLOC 96 deve-se provavelmente aos seguintes fatos:
• Maior amostragem de dutos flexíveis submarinos na Bacia de Campos quando comparado com os dutos do Mar do Norte, além de existir uma grande variedade de campos Petrolíferos na Petrobras.
• Condições de mar adversas ao longo do ano na Bacia de Campos enquanto no Mar do Norte existe uma condição muito mais adversa somente no inverno.
• Lâminas d’água bem mais profundas na Bacia de Campos que no Mar do Norte.
• Muitos problemas na Petrobras na Bacia de campos, como, por exemplo, os de projeto, instalação, operação etc, que já estão sendo resolvidos com a aplicação da Técnica de IBR - Inspeção Baseada em Risco, onde indica a necessidade do desenvolvimento de melhores métodos de inspeção e monitoramento.
6. ANÁLISE COMPARATIVA DOS PIPELINES (RISER E FLOWLINE) PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002
COMPARATIVO PIPELINES (RISER E FLOWLINE) PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002
7,59E-05 1,70E-04 4,16E-07 0,00E+00 8,08E-06 7,90E-05
1,12E-04 2,76E-04 8,12E-06
3,21E-04 1,55E-05 1,59E-04 1,60E-04 4,25E-04 3,85E-05 6,33E-04 2,70E-05 2,87E-04 1,72E-05 1,43E-03 3,04E-03 2,69E-05 5,71E-03 4,04E-05 0,00E+00 1,00E-03 2,00E-03 3,00E-03 4,00E-03 5,00E-03 6,00E-03 1 2 3 4 5 6 7 8 PARLOC96 ALL FLEXIBLES PETROBRAS UN-BC ALL FLEXIBLES GRÁFICO 2
Gráfico 2:
No caso de Pipelines (Riser e Flowline) de aço (stell lines) não se pode comparar por não se ter disponível dados para Risers rígidos na Petrobras
Analisando somente os dutos flexíveis (all flexibles), pode-se ver que os Pipelines (Riser e Flowline) utilizados pela Petrobras, linha vermelha, apresentam freqüência de falha bem menores do que os Pipelines (Riser e Flowline) do PARLOC 96, linha azul. Levando à conclusão que os flowlines utilizados pela Petrobras apresentam freqüências de falha bem menores do que os flowlines do PARLOC 96.
A menor freqüência de falha dos Risers e Flowlines da Petrobras em comparação com os do PARLOC 96 deve-se provavelmente aos seguintes fatos:
• Maior amostragem de dutos flexíveis submarinos na Bacia de Campos quando comparado com os dutos do Mar do Norte, além de existir uma grande variedade de campos Petrolíferos na Petrobras.
• Lâminas d’água bem mais profundas na Bacia de Campos que no Mar do Norte.
• Muitos problemas na Petrobras, na Bacia de Campos, como, por exemplo, os de projeto, instalação, operação etc, que já estão sendo resolvidos com a aplicação da Técnica de IBR - Inspeção Baseada em Risco, onde indica a necessidade do desenvolvimento de melhores métodos de inspeção e monitoramento.
7. ANÁLISE COMPARATIVA DOS RISERS PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002
UTILIZANDO WEIBULL
(7) 4,00E-3 0,01 5,20E-3 6,40E-3 7,60E-3 8,80E-3 0 40,00 80,00 120,00 160,00 200,00ReliaSoft's Weibull++ 6.0 - www.Weibull.com
Taxa de Falha (por ano) x Tempo (ano)
Tempo (ano)
Taxa de Falha (por ano)
07/04/03 08:07 Petrobras
Salvador Simões Filho Multi-Plot E RISER PARLOC 96 E1 MLE - SRM MED F=0 / S=0 λ1=0,0051 E RISER UNBC 2002 E1 MLE - SRM MED F=0 / S=0 λ2=0,0094 W RISER UNBC 2002 W2 MLE - SRM MED F=14 / S=132 β3=0,9840, η3=110,9549, Ζ=0,8202 UNBC PETROBRAS 2002 PARLOC 96 COMPARATIVO DOS RISERS PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002 UTILIZANDO WEIBULL - GRÁFICO 3
8,00E-3 0,01 8,40E-3 8,80E-3 9,20E-3 9,60E-3 0 80,00 160,00 240,00 320,00 400,00
ReliaSoft's Weibull++ 6.0 - www.Weibull.com
Taxa de Falha (por ano) x Tempo (ano)
Tempo (ano)
Taxa de Falha (por ano)
07/04/03 08:12 Petrobras
Salvador Simões Filho Multi-Plot E RISER UNBC 2002 E1 MLE - SRM MED F=0 / S=0 λ1=0,0094 W RISER UNBC 2002 W2 MLE - SRM MED F=14 / S=132 β2=0,9840, η2=110,9549, Ζ=0,8202
COMPARATIVO DOS RISERS PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002 UTILIZANDO WEIBULL - GRÁFICO 4
Gráficos 3 e 4:
No caso de risers flexíveis submarinos utilizando o tratamento estatístico de Weibull o valor de Beta = 0,9840 indica que as taxas de falhas são praticamente constantes. O cálculo pela exponencial do PARLOC a taxa de falha = 5,11E-03/ano é menor que a calculada para a UM-BC Petrobras, onde a taxa de falha = 9,40E-03/ano.
Calculando-se a Confiabilidade pelo software Weibull ++ 6 MT da Reliasoft Corporation, considerando-se um período de 20anos tem-se o seguinte resultado:
Para Weibull Petrobras a Confiabilidade é igual a 0,6815 Para Exponencial Petrobras é igual a 0,8286
8. ANÁLISE COMPARATIVA DOS PIPELINES (RISER E FLOWLINE) PARLOC 1996 X
PETROBRAS UN-BC 2002 UTILIZANDO WEIBULL
0 3,10E-3 6,20E-4 1,24E-3 1,86E-3 2,48E-3 0 2000,00 4000,00 6000,00 8000,00 10000,00
ReliaSoft's Weibull++ 6.0 - www.Weibull.com
Taxa de Falha (por km.ano) x Tempo (km.ano)
Tempo (km.ano)
Taxa de Falha (por km.ano)
07/04/03 08:43 Petrobras
Salvador Simões Filho Multi-Plot E R + F PARLOC 96 E1 MLE - SRM MED F=0 / S=0 λ1=0,0030 E R + F UNBC 2002 E1 MLE - SRM MED F=0 / S=0 λ2=2,6900Ε−5 W R + F UNBC 2002 W2 MLE - SRM MED F=17 / S=274 β3=0,6158, η3=5044,7088, Ζ=0,8220
COMPARATIVO DOS PIPELINES (RISER E FLOWLINE) PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002 UTILIZANDO WEIBULL - GRÁFICO 5
UNBC PETROBRAS 2002 PARLOC 96
0 3,10E-4 6,20E-5 1,24E-4 1,86E-4 2,48E-4 0 40000,00 80000,00 120000,00 160000,00 200000,00
ReliaSoft's Weibull++ 6.0 - www.Weibull.com
Taxa de Falha (por km.ano) x Tempo (km.ano)
Tempo (km.ano)
Taxa de Falha (por km.ano)
07/04/03 08:44 Petrobras
Salvador Simões Filho Multi-Plot E R + F UNBC 2002 E1 MLE - SRM MED F=0 / S=0 λ1=2,6900Ε−5 W R + F UNBC 2002 W2 MLE - SRM MED F=17 / S=274 β2=0,6158, η2=5044,7088, Ζ=0,8220
COMPARATIVO DOS PIPELINES (RISER E FLOWLINE) PARLOC 1996 X PETROBRAS UN-BC 2002 UTILIZANDO WEIBULL - GRÁFICO 6
Gráficos 5 e 6:
No caso de Risers + Flows flexíveis submarinos, a taxa de falha apresentou-se com mortalidade infantil Beta = 0,6158. O cálculo pela exponencial do PARLOC a taxa de falha = 2,69E-05/km.ano é muito menor do que a calculada para a UM-BC Petrobras, onde a taxa de falha = 3,04E-03/km.ano.
Calculando-se a Confiabilidade pelo software Weibull ++ 6 MT da Reliasoft Corporation, considerando-se um período de 1 000 km.anos tem-se o seguinte resultado:
Para Weibull Petrobras a Confiabilidade é igual a 0,5683 Para Exponencial Petrobras é igual a 0,9735
9. CONCLUSÕES
1º Comparando Resultados Banco de Dados PARLOC x Dados Petrobras – Assumindo a metodologia convencional que assume a taxa de falha como constante ao longo do tempo.
Aplicando a metodologia de cálculo, que assume a taxa de falha como constante (distribuição exponencial), em ambas as fontes de dados, PARLOC e Petrobras, observa-se que existem grandes diferenças entre os valores obtidos. Tanto no caso da análise de RISER quanto na análise de RISER+FLOW as diferenças entre os valores obtidos no PARLOC e no banco de dados oriundos de reais condições de operação da Petrobras foram bastante significativas. O que mostra que a utilização de taxas de falha de banco de dados padrões (ex. PARLOC e OREDA) devem ser utilizados com bastante cautela e somente em ocasiões onde não se possui nenhuma informação real de histórico (de falha) de nosso produto em nossa operação.
2º Comparando Resultados do Banco de Dados Petrobras – Utilizando a Distribuição Weibull
Quando se utiliza a análise de dados de vida utilizando a distribuição Weibull, consegue-se obter uma precisão maior nos resultados devido à capacidade deste modelo de copiar outras distribuições, tais como, normal, lognormal, exponencial e a própria Weibull.
Na análise apresentada, quando se aplica a distribuição Weibull nos dados reais de campo da Petrobras consegue-se visualizar com maior precisão o comportamento durante o tempo de operação. E em ambas as análises, RISER e RISER+FLOW, encontra-se que o comportamento de vida não possui taxa de falha constante:
- Comparando a Análise Convencional vs. Análise Weibull – RISER
Quando se analisam os dados de vida RISER utilizando a distribuição Weibull pode-se observar que a taxa de falha, nos primeiros três anos e meio de operação, é um pouco maior do que a apresentada pela análise convencional. Após este período (3,5 anos) a taxa de falha, pela análise Weibull, possui uma característica de desaceleração (ou seja, decrescente) ao longo dos anos, apresentado uma diferença bastante grande em relação aos valores obtidos pela análise convencional. Neste caso, utilizando a análise convencional, estará se super estimando os possíveis problemas.
- Comparando a Análise Convencional vs. Análise Weibull – RISER+FLOW
Quando se analisam os dados de vida RISER+FLOW utilizando a distribuição Weibull pode-se obpode-servar que a taxa de falha também não possui um comportamento constante ao longo do tempo (km.ano) e é sensivelmente bem maior do que a apresentada pela análise convencional, principalmente no início de operação. Neste caso, utilizando a análise convencional, estará se subestimando os possíveis problemas
As conclusões, questionamentos e decisões a respeito de se utilizar taxa de falha constante ou variável devem ser amplamente debatidas na Petrobras. Se possível, definir o melhor MÉTODO PARA CÁLCULO DA TAXA DE FALHA DE DUTOS FLEXÍVEIS SUBMARINOS de forma a padronizar a coleta e o cálculo das taxas de falhas de Dutos Flexíveis Submarinos na Petrobras.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
(1) PETROBRAS.CENPES. Manual para monitoramento/inspeção de integridade de duto flexível submarino: Inspeção Baseada em Risco, IBR”, partes, I, II e III. Rio de Janeiro, 2001.
(2) MCS INTERNATIONAL AND ROBIT AS. Guidelines for integrity monitoring of unbonded flexible pipe, part I. Aberdeen, Scotland, 1996.
(3) OREDA. offshore reliability data handbook. 3. ed. Hovik: Det Norske Veritas, 1997. 535p.
(4) GUIDELINES for process equipment reliability data. London: American Institute of Chemical Engineers, 1985.
(5) ADVANCED MECHANICS AND ENGINEERING PARLOC 96: the update of loss of containment data for offshore pipelines. London, 1996: Health and Safety Executive, 1996. OTH 551.
(6) WEIBULL, W. A Statistical Distribution Function of Wide Applicability. Journal of Applied Mechanics, New York, v. 18, p. 193-197. 1951.
