Didier Vassal, vice-presidente de OEM e serviços marítimos da Victaulic, comparou os métodos de conexão de tubos flangeados e ranhurados e explicou as vantagens que as juntas de tubos ranhurados oferecem em relação aos flanges. Sistemas de tubulação eficientes são essenciais para uma série de serviços exigidos em navios, incluindo sistemas auxiliares como sistemas de esgoto e lastro, resfriamento de água doce e marítima, óleo lubrificante, proteção contra incêndio e limpeza de convés. Para estes sistemas permitidos pelo tipo de tubulação, uma alternativa eficaz ao uso de conexões mecânicas soldadas é a utilização de juntas mecânicas ranhuradas, que proporcionam uma série de vantagens técnicas, econômicas e práticas. Estes incluem desempenho aprimorado; instalação e manutenção mais rápidas e simples e redução do peso transportado pelo ar. Problemas de desempenho Em juntas de tubos flangeados, dois flanges correspondentes são aparafusados e a junta é comprimida para formar uma vedação. À medida que os parafusos e porcas da junta do flange absorvem e compensam a força do sistema, ao longo do tempo, devido a flutuações de pressão, pressão de trabalho do sistema, vibração e expansão e contração térmica, os parafusos e porcas podem esticar e perder seu aperto original. Quando esses parafusos sofrem relaxamento de torque, a gaxeta perderá sua vedação de compressão, o que causará vários graus de vazamento. Dependendo da localização e da função do sistema de tubulação, os vazamentos podem causar altos custos e perigos, levando a tempos de inatividade e riscos para manutenção/reparo. Depois de remover a junta, a junta precisará ser substituída porque ela irá aderir à superfície do flange por um período de tempo. Ao desmontar a junta, as juntas precisam ser raspadas das duas superfícies do flange, e essas superfícies precisam ser limpas antes de substituir as juntas, o que aumenta o tempo de inatividade para manutenção. Devido à força do parafuso e à expansão e contração do sistema, a junta do flange também produzirá “deformação” de compressão ao longo do tempo, o que é outra causa de vazamento. O projeto da junta mecânica ranhurada do tubo supera esses problemas de desempenho. Primeiro, uma ranhura é formada na extremidade do tubo e a conexão do tubo é fixada por um acoplamento que acomoda uma junta de elastômero elástica e sensível à pressão. O alojamento do acoplamento envolve completamente a gaxeta, fortalecendo a vedação e fixando-a no lugar, porque o acoplamento engata e forma um intertravamento confiável na ranhura do tubo. A mais recente tecnologia de conexão permite que tubos de até 24 polegadas (600 mm) de diâmetro sejam totalmente montados com apenas duas porcas e parafusos para proteger juntas autoconstritas. Devido à relação de projeto entre o tubo, a gaxeta e o alojamento, a junta mecânica cria uma vedação tripla, que é aprimorada quando o sistema é pressurizado. Acoplamentos Rígidos e Flexíveis Os acoplamentos mecânicos com fenda para tubos estão disponíveis em formatos rígidos e flexíveis, ambos aprovados pela sociedade classificadora, e podem ser usados no lugar do método de soldagem/flange em 30 sistemas, mas devem estar em conformidade com cada padrão de instalação. estabelecido por um organismo de certificação. Acoplamentos rígidos são usados, por exemplo, em torno de áreas como coletores e válvulas, e são mais fáceis de acessar e substituir do que flanges. De acordo com a natureza do seu projeto, os acoplamentos rígidos também proporcionam rigidez axial e radial comparável a flanges ou juntas soldadas. Os acoplamentos flexíveis apresentam vantagens nas aplicações. Além do movimento do tubo devido à expansão térmica ou vibração, também é esperado movimento relativo entre o tubo e a estrutura de suporte. A expansão e a contração exercem pressão sobre os flanges e tubos, o que pode danificar a junta com o tempo. Quando isso acontece, as juntas correm o risco de vazar. O acoplamento flexível ranhurado pode acomodar o deslocamento do tubo na forma de movimento axial ou deflexão angular. Portanto, eles são ideais para a instalação de tubulações longas, especialmente entre grandes blocos onde a atmosfera oceânica pode fazer com que os flanges se soltem com o tempo, levando a vazamentos e ao risco de separação da tubulação. Acoplamentos rígidos e flexíveis também têm a vantagem de reduzir ruído e vibração, eliminando assim a necessidade de componentes especiais de redução de ruído e foles de borracha perecíveis ou itens similares. O uso de sistemas de tubulação com fenda mecânica pode acelerar e simplificar a instalação e a manutenção, além de aumentar a eficiência do sistema de tubulação integrado. Fácil de instalar Ao instalar pela primeira vez, os furos dos parafusos do flange devem ser alinhados com precisão e depois apertados para fixar a junta. Os índices de furos dos parafusos na entrada e saída do equipamento também devem estar perfeitamente alinhados com os flanges das tubulações a serem conectadas ao equipamento. No caso de uma das múltiplas posições fixas determinadas apenas pelo número de furos no flange, apenas a conexão ou válvula pode ser girada para coincidir com os furos dos parafusos. Além disso, a outra extremidade do tubo flangeado também deve estar alinhada com seu flange correspondente, o que aumenta ainda mais a dificuldade de montagem e o risco de desalinhamento. O sistema de tubulação ranhurada não apresenta esse problema e pode ser instalado de forma mais conveniente, e o tubo e os componentes correspondentes podem ser girados em 360 graus. Não há necessidade de organizar o padrão de furo do parafuso e o acoplamento pode ser orientado em qualquer posição ao redor da junta. O acoplamento pode girar em torno do tubo para facilitar o acesso aos parafusos e simplificar o acesso ao equipamento. Além de eliminar o desalinhamento durante o processo de instalação, a função de orientação de 360 graus do acoplamento e o perfil menor em relação ao flange tornam a instalação do sistema de ranhuras uma escolha ideal para espaços estreitos. Além disso, o instalador pode alinhar todos os parafusos de montagem em cada junta na mesma posição para simplificar a inspeção e manutenção do sistema. O flange tem aproximadamente o dobro do diâmetro externo do tubo ao qual está conectado. Em média, os acoplamentos ranhurados têm apenas metade desse tamanho. A vantagem de tamanho do design menor torna-o uma escolha ideal para sistemas de calhas, adequados para trabalhos com espaço limitado, como a penetração de decks e paredes. Esse fato remonta à década de 1930, quando os acoplamentos Victaulic foram usados pela primeira vez em estaleiros britânicos. Velocidade de montagem Como o acoplamento possui menos parafusos e o torque exigido não excede 12 polegadas (300 mm), a instalação de tubos ranhurados é muito mais rápida do que a instalação de flange. Ao contrário dos flanges que devem ser soldados às extremidades do tubo, os componentes ranhurados da válvula não requerem soldagem, o que reduz ainda mais o tempo de instalação, elimina possíveis danos térmicos à válvula e reduz os riscos de segurança ao eliminar operações em altas temperaturas. Uma comparação entre linhas de lastro DIN 150 instaladas usando produtos ranhurados Victaulic com métodos de conexão tradicionais mostra que o tempo total de instalação necessário foi reduzido em 66% (150,47 horas-homem e 443,16 horas-homem). Comparado com a instalação de 60 acoplamentos rígidos, o tempo necessário para instalar 52 flanges deslizantes, cotovelos de soldagem e tês tem a maior diferença. O acoplamento requer apenas dois parafusos para atingir um tamanho de tubo de 24 polegadas (600 mm). Para efeito de comparação, na faixa de tamanho maior, o flange requer pelo menos 20 conjuntos de porcas e parafusos. Além disso, o flange requer o uso de uma chave estrela demorada para ser apertado com uma chave especial para medir e garantir que a especificação de torque correta seja alcançada. A tecnologia de tubo ranhurado permite o uso de ferramentas manuais padrão para montar o acoplamento e, uma vez que o apoio do parafuso correspondente da carcaça do acoplamento toca o metal com metal, a junta pode ser instalada corretamente. Uma simples inspeção visual pode confirmar a montagem correta. Por outro lado, os flanges não fornecem confirmação visual: a única forma de garantir uma montagem adequada é encher e pressurizar o sistema, verificar se há vazamentos e reapertar as juntas conforme necessário. Facilidade de manutenção O sistema de tubulação ranhurada possui as mesmas características de instalação acelerada - menos parafusos e sem requisitos de torque - e também torna a manutenção ou alterações do sistema uma tarefa rápida e simples. Para acessar a bomba ou válvula, por exemplo, afrouxe os dois parafusos do acoplamento e retire a carcaça e a gaxeta da junta. No sistema de flange, vários parafusos precisam ser removidos. Ao reinstalar o flange, o mesmo procedimento demorado de aperto dos parafusos deve ser executado durante a instalação inicial. Como não há necessidade de reaperto, o acoplamento evita muitos trabalhos de manutenção de rotina relacionados aos flanges. Ao contrário dos flanges onde tensões variáveis são aplicadas às arruelas, porcas e parafusos, os acoplamentos seguram as arruelas do lado de fora da junta do tubo com forças de compressão precisas. Além disso, como a junta do acoplamento não suporta alta pressão, não é necessário substituí-la de acordo com o cronograma de manutenção regular, e a junta do flange precisa ser substituída quando o sistema for desmontado para manutenção. Para reduzir o ruído e a vibração do sistema, o sistema de flange precisa utilizar foles de borracha ou mangueiras trançadas. Esses itens podem falhar devido ao estiramento excessivo e, sob desgaste normal, precisam ser substituídos em média a cada 10 anos, o que pode gerar custos e tempo de inatividade do sistema. No entanto, as juntas de tubos com ranhuras mecânicas podem prolongar a vida útil do sistema. Eles têm a capacidade de se adaptar às vibrações do sistema e reduzir o risco de falha nas juntas sem a necessidade de produtos especiais que exijam manutenção ou substituição regular. As arruelas elásticas contidas nos acoplamentos flexíveis e rígidos são muito duráveis e podem suportar grandes pressões de trabalho e cargas periódicas. O sistema pode ser pressurizado e descomprimido repetidamente sem fadiga da junta de elastômero. Os componentes leves da válvula são geralmente compostos por componentes de flange. No entanto, este método de conexão adiciona peso desnecessário ao sistema de tubulação. Um conjunto de válvula flangeada de 6 polegadas (150 mm) consiste em uma válvula borboleta de olhal. A válvula borboleta é conectada a um flange de pescoço soldado e oito parafusos e porcas são conectados a cada lado da válvula, pesando cerca de 85 libras. Um conjunto de válvula de 6 polegadas (150 mm) utiliza uma válvula borboleta com extremidade ranhurada, um tubo com extremidade ranhurada e dois acoplamentos rígidos para conectar esses componentes. O peso é de cerca de 35 libras, o que é 58% mais leve que o conjunto flangeado. . Portanto, o conjunto de válvula ranhurada é a escolha ideal para a indústria de construção naval. Ao usar produtos Victaulic ranhurados em vez do método de conexão tradicional, a comparação acima da linha de lastro DIN 150 instalada mostra uma redução de peso de 30% (2.164 libras vs. 3.115 libras). 52 flanges deslizantes, conjuntos de parafusos e arruelas, enquanto 60 acoplamentos rígidos representam muito peso no sistema de soldagem/flange. Em tubulações de vários tamanhos, o peso pode ser reduzido usando juntas de tubos ranhuradas em vez de flanges. A magnitude da redução depende do diâmetro do tubo e do tipo de juntas utilizadas. Em um teste usando um acoplamento Victaulic Estilo 77 (o acoplamento mais pesado da linha) para conectar o tubo, a instalação total do conjunto ranhurado em comparação com dois flanges deslizantes PN10 mais leves O peso é significativamente menor. A perda de peso é registrada da seguinte forma: 4 polegadas (100 mm) -67%; 12 polegadas (300mm)-54%; 20 polegadas (500 mm) -60,5%. O uso de acoplamentos flexíveis mais leves tipo 75 ou rígidos tipo 07 e/ou flanges mais pesados pode facilmente alcançar uma redução de peso de 70%. Por exemplo, o kit de flange de 24 polegadas (600 mm) usado no sistema TG2 pesa 507 libras, enquanto componentes similares que usam conectores Victaulic pesam apenas 88 libras. No sistema selecionado, o estaleiro, que utiliza conexões ranhuradas em vez de flanges, reduziu o peso das embarcações de apoio offshore em 12 toneladas e dos navios de cruzeiro em 44 toneladas. Os benefícios económicos da tecnologia de slotting para os armadores são óbvios: reduzir o peso significa aumentar o número de carga ou passageiros e reduzir o consumo de combustível. Isso também facilita o manuseio do sistema de tubulação shipos. A tendência em evolução Os sistemas de tubulação ranhurada apresentam maiores vantagens sobre os sistemas de tubulação flangeada devido à velocidade de instalação, facilidade de manutenção e peso reduzido. Estas características, juntamente com outras vantagens, como confiabilidade, fácil alinhamento e menores riscos de segurança, levaram os armadores, engenheiros e estaleiros a escolherem sistemas mecânicos com fenda em vez de flanges. A tendência crescente no uso da tecnologia de ranhura é apoiada por fornecedores de equipamentos (como trocadores de calor, resfriadores de caixa e resfriadores), bem como por fabricantes de válvulas e compressores, muitos dos quais agora oferecem seus produtos com conexão de extremidade ranhurada. A gama de serviços que podem utilizar juntas de tubos ranhurados está aumentando constantemente. Com sua aplicação bem-sucedida em sistemas de água, a Victaulic continuará sua longa história de inovação no desenvolvimento de juntas resistentes ao fogo e na obtenção de certificação de tipo para seu uso em serviços de combustível offshore.
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Horário da postagem: 13 de maio de 2021
