O CorrCAD resolve de forma realista e precisa uma grande variedade de problemas práticos de corrosão, nos níveis científico e de engenharia, tanto em terra como no mar. Esse programa pode prever o grau de controle de corrosão oferecido por um sistema como a PCCI (Proteção Catódica por Corrente Impressa) ou PCAS (PCG) (Proteção Catódica por Ânodo de Sacrifício/Proteção Catódica Galvânica). Ele também pode calcular o efeito das correntes espúrias, como as produzidas por eletrodos HVDC ou sistemas de tração de trilhos energizados com CC, no processo de corrosão de estruturas metálicas subterrâneas. O CorrCAD fornece os métodos mais modernos para ajudar a otimizar a localização e as características do sistema de proteção contra corrosão e assim minimizar os efeitos de interferência da corrente espúria em estruturas protegidas, como dutos e tanques em terra, plataformas marítimas de petróleo, docas de carregamento e outras instalações similares.

Módulos de cálculo aplicáveis

RESAP MALZ HIFREQ

---

Descrição técnica

Sua principal função é determinar o grau de controle contra a corrosão oferecido por um sistema. Os usos típicos do CorrCAD para controle de corrosão incluem: sistemas de Proteção Catódica por Corrente Impressa (PCCI), em que uma corrente catódica é injetada na estrutura a ser protegida; e a conexão de metais mais eletroquimicamente ativos do que aquele que está sendo protegido (ou seja, um material mais anódico), em sistemas de Proteção Catódica por Ânodo Sacrificial ou Galvânico (PCAS ou PCG), para que o ânodo forneça elétrons para substituir aqueles que são perdidos durante a oxidação do metal protegido.

Outro uso do CorrCAD é calcular o efeito das correntes espúrias, como as produzidas por eletrodos HVDC ou sistemas de tração de trilhos energizados com CC, no processo de corrosão de estruturas metálicas subterrâneas. Ele pode avaliar o estado de corrosão de uma estrutura e ajudar a otimizar a localização e as características do sistema de proteção (PCCI ou PCG) para diminuir os efeitos da interferência da corrente espúria nas estruturas protegidas, como dutos, tanques, plataformas marítimas de petróleo, navios, docas de carregamento e outras instalações similares.

---

Destaques técnicos

A interface gráfica baseada em CAD oferece uma solução completa e simples para definir redes complexas com precisão, mostrando e editando as estruturas protegidas e seus sistemas de proteção, e para calcular e examinar os resultados. O CorrCAD integra o poder computacional dos módulos MALZ e HIFREQ, incluindo a capacidade de calcular as correntes em condutores de redes grandes de resolver as condições de contorno eletroquímico não linear usando uma abordagem de iteração de ponto fixo. Os módulos MALZ e HIFREQ são os principais motores que calculam as correntes dos condutores e os campos eletromagnéticos em uma rede arbitrária imersa em estruturas de solo arbitrárias. A resolução de problemas de proteção catódica usa os métodos numéricos do MALZ ou do HIFREQ com a iteração de ponto fixo simples. Ela começa com um valor inicial de potencial ou corrente e resolve as condições de contorno não linear. A curva de polarização (condição de contorno não linear) é usada durante o processo iterativo para calcular as novas entradas da iteração subsequente. Esse processo é interrompido quando a diferença entre duas etapas sucessivas é menor que o limiar de tolerância especificado ou quando um número máximo de iterações é alcançado.

Os módulos de cálculo do CorrCAD consideram os efeitos de polarização, ou seja, eles levam em conta sua resistência. O potencial estrutura-terra calculado é a diferença de potencial entre o potencial do metal da estrutura protegida e o potencial eletrolítico no ponto de referência, incluindo o potencial de polarização. A queda de potencial através do revestimento e a queda de potencial do solo em relação ao solo remoto, isto é, valor de leitura "ON", são ambas consideradas quedas ôhmicas que deveriam ser eliminadas da avaliação de eficácia da proteção catódica. A verdadeira medida de eficácia da proteção catódica, ou a caracterização direta do nível de interferência das correntes espúrias, é o potencial de polarização – o valor de leitura "OFF". Dito isso, o CorrCAD:

• Considera a resistência de polarização no cálculo;
• Fornece o potencial de polarização, que é o valor mais significativo na avaliação da corrosão.

O CorrCAD oferece a possibilidade de determinar a eficácia da corrosão considerando dados experimentais como as curvas de polarização. Quando o duto tem um bom revestimento, o programa calcula a densidade da corrente ao usar a curva de polarização do aço revestido fornecida e ao eliminar os efeitos de queda ôhmica, para que a densidade da corrente de proteção do revestimento e a sobretensão correspondente (que responde ao valor de leitura "OFF") sejam obtidas com precisão.

---

Recursos do CorrCAD

Veja aqui um resumo dos recursos do CorrCAD:

• Ele modela com precisão grandes redes metálicas de aterramento em solos com estratificação complexa (camadas verticais e horizontais, opcionalmente com volumes finitos, tendo resistividades arbitrárias), sem a necessidade de recorrer a soluções de elementos finitos, que consomem muito tempo.
• Ele calcula as correntes de fuga, potenciais de terra e campos elétricos associados a redes subterrâneas de estruturas ou condutores metálicos, considerando um processo de polarização não linear.
• Ele leva em conta a atenuação ao longo dos condutores e determina as quedas de potencial de uma parte a outra do sistema, assim como as tensões transferidas a outras estruturas enterradas, o que permite cálculos precisos dos potenciais por toda a extensão do duto. A presença de impedâncias discretas (resistores e capacitores) também pode ser levada em consideração.
• Ele modela dutos revestidos, cada um com características de revestimento diferentes (ou seja, resistividade, permissividade e espessura efetivas do revestimento), se desejado. Ele tem, ainda, suporte total a cabos e placas.
• Por último, ele considera o potencial eletroquímico da polarização, que é o indicador mais significativo da eficácia da proteção catódica e da adequação dos métodos de mitigação empregados para reduzir os efeitos das interferências das correntes espúrias. O processo de polarização não linear pode ser considerado usando cinco modelos:
  • 1) A equação não linear de Butler-Volmer de polarização por ativação, que emprega os mínimos quadrados não lineares para determinar os quatro parâmetros que controlam o modelo – a densidade da corrente de corrosão, o potencial de equilíbrio e as curvas anódica e catódica de Tafel.
  • 2) A equação não linear de Butler-Volmer de polarização por concentração, que emprega os mínimos quadrados não lineares para determinar os cinco parâmetros que controlam o modelo – a densidade da corrente de corrosão, o potencial de equilíbrio, as curvas anódica e catódica de Tafel e a densidade de corrente limite.
  • 3) A equação não linear de Butler-Volmer de polarização anódica e catódica por concentração, que emprega os mínimos quadrados não lineares para determinar os seis parâmetros que controlam o modelo – a densidade da corrente de corrosão, o potencial de equilíbrio, as curvas anódica e catódica de Tafel e as densidades das correntes limite anódicas e catódicas.
  • 4) A equação polinomial de polarização, que emprega o método dos mínimos quadrados para determinar os coeficientes do modelo polinomial.
  • 5) A equação do tipo Look-up table (LUT) de polarização, que usa a interpolação linear para determinar o valor de polarização entre duas amostras consecutivas de dados de polarização.

---

Interface intuitiva e funcionalidades poderosas

CorrCAD oferece uma interface gráfica altamente intuitiva, que simplifica e reduz o tempo necessário para especificar os parâmetros do sistema a ser analisado. Seus principais recursos e funcionalidades são:

Essa interface permite importar ou definir coordenadas do caminho da estrutura metálica de forma gráfica ou tabular usando vários formatos-padrão, como CSV do Excel, um arquivo na linguagem SICL da SES – MALT, MALZ ou HIFREQ – e arquivos KML, do Google Earth™. Características apropriadas com diferentes cortes transversais podem ser atribuídas a cada caminho.

A alimentação adequada de uma rede de estruturas metálicas é essencial ao realizar estudos de proteção anticorrosiva. O CorrCAD permite a energização do sistema em intervalos definidos ou em locais arbitrários. Esse recurso oferece um caminho fácil para calcular os potenciais duto-solo (simulando os valores de leitura "ON" da proteção catódica no campo) ao longo de dutos e estruturas similares, e para verificar se esses potenciais não diminuem a níveis inadequados longe dos retificadores e se não são excessivos perto deles.

O CorrCAD tem suporte para modelagem detalhada de ânodos, cabos, placas ou qualquer estrutura (usando a ferramenta de modelagem de entidade), que podem ser predefinidos em arquivos MALZ ou HIFREQ e importados das coleções de banco de dados na biblioteca fornecida. Eles podem ser inseridos em qualquer lugar na rede do sistema.

O CorrCAD fornece informações detalhadas do desempenho individual dos ânodos de sacrifício, como taxa de consumo, vida útil e tempo de vida restante. Além disso, é disponibilizada uma análise do arranjo de ânodos. Todas as análises podem ser realizadas em modelos de solo multicamada e arbitrários. Um modelo de solo pode ser facilmente importado de um arquivo de saída do RESAP ou SoilModelEditor, de um arquivo de entrada do MALZ ou HIFREQ, ou ainda ser criado de forma simples no módulo integrado SoilModelEditor.

Potenciais naturais (série galvânica) podem ser especificados no CorrCAD para levar em conta o potencial nativo do metal em relação ao solo. Na versão atual, valores medidos em relação aos eletrodos de sulfato de cobre (ESC) e aos eletrodos-padrão de hidrogênio (EPH) podem ser importados, por conveniência. Os efeitos de polarização que representam o comportamento tanto das estruturas metálicas quanto dos ânodos são considerados, se aplicável.

Polarização: As curvas de polarização para cada reação eletroquímica individual, reações catódicas e anódicas e de polarização podem opcionalmente ser especificadas e exibidas, e serão usadas nos cálculos. O CorrCAD fornece uma ferramenta de digitalização, chamada SESCurveFitDigitizer, que pode digitalizar curvas de polarização em formato de imagem padrão com o intuito de obter os parâmetros necessários para realizar uma análise completa da corrosão de acordo com o tipo de função selecionada.

Os valores calculados relevantes podem ser exibidos em curva 2D, em pontos 2D ou gráfico 3D. A maioria dos resultados pode ser exportada no formato CSV.

Quando você precisar de uma explicação ou de um lembrete sobre para que serve qualquer parte de uma tela, basta clicar nessa parte da tela e pressionar F1 para ver uma ajuda contextual.

CorrCAD Plus

O CorrCAD Plus expande as capacidades do pacote CorrCAD para realizar análises de aterramento em todas as frequências, não apenas em CC. No CorrCAD Plus, o módulo MALZ tem a capacidade de analisar redes metálicas enterradas no domínio da frequência.