Em 27 de março de 1980 no campo petrolífero de Ekofisk no
Mar do Norte, a plataforma semi-submersível Alexander Kielland virou
repentinamente durante uma tempestade, após o rompimento de uma de suas cinco colunas verticais
que a suportavam.
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| Plataforma semi-submersível Alexander Kielland. |
Entre as 212 pessoas a bordo 123 trabalhadores morreram no
acidente. O inquérito revelou que a trincas por fadiga tinha propagado a partir da solda de
filete duplo, perto do hidrofone* montado na estrutura tubular D6 (ver imagem). Como
resultado, os outros cinco contraventamentos tubulares que ligam a coluna
vertical D romperam devido à sobrecarga, separando-se bruscamente da
plataforma. Consequentemente, a plataforma desequilibrada virou. Após o
acidente, um conjunto de normas foram revistas e algumas contramedidas foram
adicionadas para manter uma reserva de flutuabilidade e estabilidade de uma
plataforma sob uma tempestade.
* Hidrofone: são tubos especiais instalados no fundo da plataforma que recebem sinais acústicos provenientes de uma ou várias estações emissoras colocadas sobre o fundo do mar (beacons). Os hidrofones estão em permanente ligação com uma central de cálculo (computador DP) que transmite a um sistema de propulsores as ordens necessárias para manter a plataforma centrada sobre o poço, compensando os movimentos resultantes da ondulação marinha e das correntes marinhas, isto quando em Posicionamento Dinâmico.
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| Plataforma Alexander Kielland à direita. |
A PLATAFORMA
O equipamento de perfuração de petróleo offshore, Alexander
L. Kielland, era uma plataforma semi-submersível apoiados por cinco colunas de 22
metros de diâmetro. As dimensões da plataforma são de 103 x 99 metros de plano
e 10.105 toneladas de peso. A torre de perfuração com 40 metros e acomodações
para 348 pessoas foram instalados na plataforma. As cinco colunas estavam
interligadas por uma rede de estruturas tubulares horizontais e diagonais de
contraventamento com 2,6 m e 2,2 m, respectivamente.
O Alexander L. Kielland foi construído a partir de 1969 a
1977 pela CFEM (Compagnie Française d'Empresas METALLIQUES) e foi concebida como
uma plataforma de perfuração de petróleo, com uma estrutura pentagonal. A
plataforma foi entregue para a Noruega em julho de 1976. Em 1978, a capacidade
de alojamento de foi aumentada de 80 para 348. Inspeções anuais são realizadas
principalmente para as colunas e pontões, porém a inspeção em setembro de 1979 não
incluiu o tubular D6 nesta inspeção realizada 6 meses antes do acidente.
O EVENTO
Por volta das 6:30h do dia 27 de março de 1 980a plataforma
semi-submersível de perfuração de petróleo "Alexander Kielland"
naufragou perto do campo de petróleo Ekofisk norueguês localizado a uma
latitude 56°28’N e longitude de 3°7’ durante uma tempestade com velocidades de
vento entre 16 a 20 m/s, temperatura variando entre 4 a 6 °C e ondas de 6 a 10
m altura. Foi o suficiente para o
rompimento de uma das colunas da plataforma que em segundos inclinou-se entre
35 e 45 graus e após 30 minutos, virou totalmente a 180 graus.
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| A fúria do Mar do Norte (entre a Noruega e a Grã Bretanha) é um elemento que o campo petrolífero de Ekofisk enfrenta constantemente. |
A CAUSA
1 -
Características da Fratura:
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| Locais de fraturas dos contraventamento tubulares. A fratura a partir da solda da D6 sobrecarregou toda a estrutura, fraturando em vários pontos. |
No resultado da inspeçãodesta solda circunferencial, o que
mais chamou a atenção foi à presença algumas fissuras lamelares na ZTA (zona
termicamente afetada) no contraventamento D6.
Traços de tinta que coincidem com a tinta utilizada na
plataforma foram encontrados na superfície da fratura do cordão de solda em
todo o hidrofone com o D6. Esses traços de tinta indicam
que as fissuras foram formadas antes da D6 ser pintada, ou
seja, foram formadas durante a soldagem e posteriormente pintada.
O exame da superfície da fratura também mostrou que as
fissuras de fadiga propagaram-se a partir de dois locais perto do cordão de
solda do hidrofone, percorrendo da periferia
da solda para o D6. Além disso, a
superfície de fratura de fadiga ocupava mais de 60% da circunferência da ZTA
na da D6, e marcas de praia foram encontrada na superfície de fratura,
a cerca de 60 a 100 mm de distância do hidrofone. As estrias, com espaçamento 0.25
x 10-3 a 1,0
x10-3 mm
também foram observadas.
2 -
Características da Solda do Hidrofone:
Levando em conta a importância do contraventamento tubular
D6 na plataforma, a solda do dreno foi realizada cuidadosamente conforme
especificações do projeto. No caso da instalação do hidrofone, não houve o
devido cuidado. O furo circular foi feito por corte a gás e a superfície do
corte não foi preparada (esmerilhada e chanfrada) para receber a solda. A
garganta da solda tinha 6 mm de espessura, solda filete duplo, que percorria
toda circunferência do tubo do hidrofone com o D6.
Quando o tubo do hidrofone foi soldado, devido à
inexistência de preparação da superfície (somente corte a gás), defeitos de solda,
tais como a penetração incompleta, inclusão de escória e trincas na raiz, foram
introduzidos durante o processo de soldagem,
Além disso, trincas lamelares relacionadas a inclusões foram
encontradas na ZTA.
O fator de concentração de tensões em Kt (kilo toneladas),
do cordão de solda do hidrofone estava entre 2,5 a 3. 0, o que é mais elevado
do que o valor de Kt médio de 1,6 em um cordão de solda sob condições normais.
3 - A composição
química e as propriedades mecânicas dos materiais:
Após análise da composição química dos materiais envolvidos
no sinistro, foram considerados dentro dos limites especificados.
Abaixo, composição química do material do contraventamento
tubular D6 (aço carbono acalmado).
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| Coluna "D" à deriva. |
C: 0,17%
Si: 0,32%
Mn: 1,34 a 1,13%
S: 0,015 a 0,019%
P: 0,021 a 0,026%
Al: 0,044 a 0,056%
Nb: 0,025 a 0,029%
Já a resistência mecânica à deformação do contraventamento
D6 na direção longitudinal estava ligeiramente inferiores aos valores mínimos
especificados. No caso do hidrofone, a energia de impacto de Charpy foi menor do
que o valor exigido de 39 J a -40°C.
4 - Nível de
tensões no contraventamento tubular D6:
Considerando os dados a direção e intensidade dos ventos e
das ondas antes do acidente, o nível de tensão no D6 foi estimado entre 131 a 173
MPa. Este resultado mostra que os níveis de tensões no D6 eram relativamente
elevados, em comparação com o outros tubulares horizontais da plataforma.
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| Coluna "D" e o contraventamento tubular D6 rompido. |
CONSIDERAÇÕES
- Apesar do D6 ser um dos principais componentes da plataforma, pouca atenção foi dada durante a instalação do hidrofone. Assim, uma fenda com um comprimento de cerca de 70 mm era introduzida no cordão de solda ao redor do hidrofone, antes mesmo da pintura pós soldagem ser executada;
- Fissuras de fadiga propagaram-se a partir da ZTA do cordão de solda do hidrofone na direção periférica (paralela ao cordão de solda) no material do D6;
- Os outros cinco contraventamentos ligados à coluna D romperam devido a sobrecarga provocada pelo rompimento inicial do D6 e desta forma, a coluna D foi separada da plataforma. Consequentemente, a plataforma ficou desequilibrada e virou.
- Inspeção do D6 não foi efetuada, pois estava fora do último plano de inspeção realizado 6 meses antes do acidente.
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| Detalhe do contraventamento D6 com o tubo do hidrofone junto ao local da fratura. |
MEDIDAS
- Com base no relatório do acidente, problemas de estabilidade, flutuabilidade e resistência estrutural, bem como, equipamentos de salvamento para as plataformas de perfuração de petróleo offshore, foram obrigadas pela Diretoria Marítima Norueguesa (NMD), promover melhorias e alterações estruturais em todas as Unidades Móveis de Perfuração.
- A partir deste acidente, o Código MODU (Mobile Offshore Drilling Unit) foi elaborado pela Organização Marítima Internacional, e os padrões de estabilidade, características do movimento, manobrabilidade, portas estanques e resistência estrutural das plataformas de perfuração de petróleo foram reforçadas.
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| Nas imagens acima podemos ver os flutuadores das colunas A, B, C e E. A plataforma está totalmente emborcada de "cabeça para baixo". A coluna "D" ficou à deriva depois que se separou da plataforma. |
RELATO
Um engenheiro de processo, disse que ouviu dois golpes
enquanto ele estava assistindo a um filme no cinema. Em poucos segundos, a
plataforma inclinou entre 35 e 40 graus, e todas as luzes se apagaram. As
pessoas no cinema lotado naquele momento (capacidade de cerca de 40) foram
lançadas ao chão, e algumas delas ficaram feridas.
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Parte de um dos contraventamentos tubulares diagonais
que falharam naquele
dia, durante o acidente.
Em exposição no Museu
Norueguês do Petróleo.
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Fonte:
Capsize of
Offshore Oil Drilling Platform.
KITSUNAI,
Yoshio (Japan Crane Association)
KOBAYASHI,
Hideo (Tokyo Institute of Technology).
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