O vice-presidente de OEM e serviços marítimos da Victaulic, Didier Vassal, comparou os métodos de flange e junta de tubo ranhurado e explicou as vantagens das juntas de tubo ranhurado sobre flanges. Sistemas de tubulação eficientes são essenciais para uma variedade de serviços necessários em navios, incluindo sistemas secundários, como sistemas de porão e lastro, resfriamento de água doce e do mar, óleo lubrificante, proteção contra incêndio e limpeza de convés. Para esses sistemas, onde o grau da tubulação permite, uma alternativa eficaz de conexão de tubo à soldagem/flangeamento é o uso de juntas mecânicas ranhuradas, que fornecem uma série de vantagens técnicas, econômicas e práticas. Isso inclui desempenho aprimorado; instalação e manutenção mais rápidas e simples e peso reduzido a bordo. Problemas de desempenho Em juntas de tubo flangeadas, dois flanges correspondentes são aparafusados juntos e a junta é comprimida para formar uma vedação. À medida que os parafusos e porcas da junta de flange absorvem e compensam a força do sistema, com o tempo, os parafusos e porcas esticam e perdem seu aperto original devido a flutuações de pressão, pressão de trabalho do sistema, vibração e expansão e contração térmica. Quando esses parafusos sofrem relaxamento de torque, a junta perde sua vedação de compressão, o que pode levar a vários graus de vazamento. Dependendo da localização e função do sistema de tubulação, vazamentos podem ser caros e perigosos, levando a paradas e riscos de manutenção/reparo. A junta precisa ser substituída ao desmontar a junta, porque com o tempo, a junta irá aderir à superfície do flange. 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, aumentando novamente o tempo de paralisação para manutenção. Devido à força de conexão 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 design de juntas mecânicas de tubos ranhurados supera esses problemas de desempenho. Primeiro, uma ranhura é formada na extremidade do tubo, e a conexão do tubo é fixada por uma junta, e uma junta elástica de elastômero sensível à pressão é instalada na junta. O alojamento do acoplamento envolve completamente a junta, fortalecendo a vedação e mantendo-a no lugar, porque o acoplamento engata e forma um intertravamento confiável na ranhura do tubo. A mais recente tecnologia de acoplamento permite que tubos de até 24 polegadas (600 mm) de diâmetro sejam totalmente montados com apenas duas porcas e parafusos para fixar juntas autoconstritivas. Devido à relação de design entre tubos, juntas e alojamento, as juntas mecânicas formam uma vedação tripla. Essa relação será fortalecida quando o sistema for pressurizado. As juntas rígidas e flexíveis estão disponíveis em duas formas: rígida e flexível. As juntas mecânicas de tubos com ranhura passaram pela certificação de tipo da sociedade de classificação e podem substituir métodos de conexão de soldagem/flange em 30 sistemas, dependendo dos padrões de instalação definidos por cada órgão de certificação. Por exemplo, use acoplamentos rígidos em áreas como coletores e válvulas, onde são mais fáceis de acessar e substituir do que flanges. Devido à natureza de seu design, os acoplamentos rígidos também fornecem rigidez axial e radial comparável a flanges ou juntas soldadas. Além do movimento do tubo causado por expansão térmica ou vibração, as juntas flexíveis têm vantagens em aplicações onde o movimento relativo entre o tubo e a estrutura de suporte é esperado. A expansão e a contração colocam pressão nos flanges e tubos, o que com o tempo pode danificar a junta. Quando isso acontece, há risco de vazamento nas juntas. O acoplamento flexível do tipo ranhura pode se adaptar ao deslocamento do tubo na forma de movimento axial ou deflexão angular. Por esse motivo, eles são muito adequados para a instalação de tubulações longas, especialmente entre blocos. O mar alto pode fazer com que os flanges se soltem com o tempo, levando ao risco de vazamento e separação da tubulação. Os acoplamentos rígidos e flexíveis também têm as vantagens de redução de ruído e redução de vibração, sem a necessidade de componentes especiais de redução de ruído e foles de borracha perecíveis ou itens semelhantes. O uso de sistemas de tubulação ranhurados mecânicos pode acelerar e simplificar a instalação e a manutenção e melhorar a eficiência do sistema de tubulação do navio. Fácil de instalar Ao instalar pela primeira vez, os furos dos parafusos do flange devem ser alinhados com precisão e, em seguida, apertados para fixar a junta. Os índices de furos de parafusos na entrada e saída do equipamento também devem estar perfeitamente alinhados com os flanges nos tubos a serem conectados ao equipamento. Como o número de furos no flange determina uma das muitas posições fixas, apenas o encaixe ou válvula pode ser girado para corresponder aos furos dos parafusos. Além disso, a outra extremidade do tubo do flange também deve ser alinhada com seu flange de acoplamento, o que aumenta ainda mais a dificuldade de montagem e o risco de desalinhamento. O sistema de tubulação ranhurada não tem esse problema, e a instalação é mais conveniente. A tubulação e as peças de acoplamento podem ser giradas completamente 360 graus. Não há padrão de furos de parafusos para alinhar, e o acoplamento pode ser posicionado em qualquer lugar ao redor da junta. O acoplamento pode ser girado ao redor do tubo para fácil acesso aos parafusos e acesso simplificado ao equipamento. Além de eliminar o desalinhamento durante a instalação, a função de orientação de 360 graus do acoplamento e seu perfil menor em comparação com os flanges tornam a instalação do sistema de ranhuras muito adequada para espaços estreitos. Além disso, o instalador pode posicionar todos os parafusos de montagem em cada junta na mesma posição para facilitar a inspeção e a manutenção do sistema. Os flanges têm aproximadamente o dobro do diâmetro externo do tubo ao qual estão conectados. Em média, as juntas ranhuradas têm apenas metade desse tamanho. A vantagem de tamanho do design menor torna o sistema de ranhuras ideal para operações com restrição de espaço, como penetração em convés e parede - um fato que foi reconhecido já na década de 1930, quando as juntas Victaulic foram usadas pela primeira vez em estaleiros britânicos. Velocidade de montagem Como o acoplamento tem menos parafusos e não tem um requisito de torque de até 12” (300 mm), os tubos ranhurados podem ser instalados muito mais rápido do que os flanges. Ao contrário dos flanges que devem ser soldados nas extremidades do tubo, os conjuntos de válvulas ranhuradas não requerem soldagem, o que reduz ainda mais o tempo de instalação e elimina possíveis danos térmicos à válvula, ao mesmo tempo que reduz os riscos de segurança ao eliminar o processamento térmico. Comparação da linha de lastro DIN 150 instalada com produtos ranhurados Victaulic e 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 60 acoplamentos rígidos, o tempo necessário para instalar 52 flanges de luva deslizante e cotovelos e tês soldados mostra a maior diferença de tempo. O acoplamento requer apenas dois parafusos, e o diâmetro do tubo pode atingir 24 polegadas (600 mm). Em contraste, na faixa de tamanho maior, o flange requer pelo menos 20 conjuntos de porcas e parafusos. Além disso, o método Lan precisa usar chaves especiais para aperto de padrão estrela demorado para medir e garantir que as especificações de torque corretas sejam alcançadas. A tecnologia de tubo ranhurado permite o uso de ferramentas manuais padrão para montar o acoplamento, uma vez que as almofadas dos parafusos de acoplamento do alojamento do acoplamento atendem ao par de metal Os encaixes podem ser instalados corretamente, se necessário, pelo metal. Uma inspeção visual simples pode confirmar a montagem correta. Por outro lado, os flanges não fornecem confirmação visual: a única maneira de garantir a montagem correta é encher e pressurizar o sistema, verificar se há vazamentos e reconstruir conforme necessário. Aperte as juntas. O mesmo recurso do sistema de tubulação ranhurada de manutenção é que ele acelera a instalação - menos parafusos e nenhum requisito de torque - e também torna a manutenção ou modificação do sistema uma tarefa rápida e simples. Por exemplo, para acesso a bombas ou válvulas, afrouxe os dois parafusos do acoplamento e remova o alojamento e a junta da junta. No sistema de flange, vários parafusos precisam ser removidos. Ao remontar o flange, a mesma instalação inicial demorada é necessária. A sequência de aperto dos parafusos. Como não precisam ser reapertados, os acoplamentos eliminam a maior parte da manutenção diária relacionada aos flanges. Ao contrário dos flanges que aplicam estresse variável em arruelas, porcas e parafusos, os acoplamentos trocam as arruelas de Compressão externa precisa da junta do tubo. Além disso, como a junta de acoplamento não é afetada por alta força de compressão, ela não precisa ser substituída regularmente, enquanto a junta de flange precisa ser substituída durante a desmontagem e manutenção do sistema. Para reduzir o ruído e a vibração do sistema, o sistema de flange requer foles de borracha ou mangueiras flexíveis trançadas. Esses componentes podem falhar devido ao alongamento excessivo e, sob desgaste normal, precisam ser substituídos a cada 10 anos em média, resultando em custos e tempo de inatividade do sistema. No entanto, as juntas de tubos ranhurados mecânicos podem estender a vida útil do sistema. Sua capacidade de se adaptar à vibração do sistema reduz o risco de falha da junta sem a necessidade de produtos especiais que exigem manutenção ou substituição regulares. As arruelas de mola elásticas incluídas nos acoplamentos flexíveis e rígidos são muito duráveis e podem suportar enormes A pressão de trabalho e carga cíclica. O sistema pode ser repetidamente pressurizado e descomprimido sem fadiga da junta de elastômero. O conjunto da válvula de redução de peso geralmente é composto de componentes de flange. No entanto, esse método de conexão adicionará peso desnecessário ao sistema de tubulação. Um conjunto de válvula de flange de 6 polegadas (150 mm) consiste em uma válvula borboleta de olhal. É construído, conectado a um flange de pescoço soldado, com oito parafusos e porcas em cada lado da válvula, pesando aproximadamente 85 libras. Um conjunto de válvula de 6 polegadas (150 mm) usa uma válvula borboleta de extremidade ranhurada, tubo de extremidade ranhurada e dois acoplamentos rígidos para conectar o conjunto. Ele pesa cerca de 35 libras, o que é 58% menos peso do que o conjunto de flange. Portanto, o conjunto de válvula ranhurada é um substituto ideal para a indústria de construção naval. Uma comparação dos dutos de lastro DIN 150 instalados acima mostra que quando os produtos ranhurados Victaulic são usados em vez do método de conexão tradicional, o peso é reduzido em 30% (2.164 libras vs. 3.115 libras). Comparado a 60 acoplamentos rígidos, 52 flanges de luva deslizante, conjuntos de parafusos e arruelas resultam em um aumento no peso do sistema de soldagem/flange. O uso de juntas de tubos ranhuradas em vez de flanges pode reduzir o peso e é adequado para tubos de vários tamanhos. A magnitude da redução depende do diâmetro do tubo e do tipo de juntas usadas. Em um teste usando um acoplamento Victaulic 77 (o acoplamento mais pesado da série) para conectar o tubo, o peso total de instalação do componente ranhurado foi muito menor do que o de dois flanges de luva deslizante PN10 leves. A perda de peso é registrada da seguinte forma: 4” (100 mm) – 67%; 12” (300 mm) – 54%; 20 polegadas (500 mm) – 60,5%. O uso de acoplamentos flexíveis mais leves do tipo 75 ou rígidos do tipo 07 e/ou tipos de flange mais pesados pode facilmente atingir uma redução de peso de 70%. Por exemplo, o conjunto de flanges de 24 polegadas (600 mm) usado no sistema TG2 pesa 507 libras, mas componentes semelhantes usando conexões Victaulic pesam apenas 88 libras. Estaleiros que usam preferencialmente acoplamentos ranhurados em vez de flanges em sistemas selecionados registraram que navios de apoio offshore reduziram o peso em 12 toneladas e navios de cruzeiro reduziram o peso em 44 toneladas. Os benefícios econômicos trazidos pela tecnologia de calha para os armadores são óbvios: o peso mais leve significa mais carga ou passageiros e menos consumo de combustível. Também facilita o manuseio do sistema de tubulação do navio. Tendência de desenvolvimento Devido à rápida velocidade de instalação, forte manutenibilidade e leveza, os sistemas de tubos de calha podem fornecer vantagens mais significativas do que produtos de flange semelhantes. Essas características, juntamente com vantagens adicionais como confiabilidade, facilidade de alinhamento e menores riscos de segurança, levaram armadores, engenheiros e estaleiros a escolher sistemas mecânicos ranhurados em vez de flanges. Essa tendência crescente de uso da tecnologia ranhurada é apoiada por fornecedores de equipamentos como trocadores de calor, resfriadores de caixa e resfriadores, bem como fabricantes de válvulas e compressores, muitos dos quais agora oferecem produtos com conexões de extremidade ranhuradas. A gama de serviços que podem usar juntas de tubos ranhurados está aumentando constantemente. Com base em sua aplicação bem-sucedida em sistemas de água, a Victaulic continua sua longa história de inovação para desenvolver juntas resistentes ao fogo e obter aprovação de tipo para serviços de combustível offshore.
(Publicado na edição de abril de 2014 do Maritime Reporter and Engineering News - http://magazines.marinelink.com/Magazines/MaritimeReporter)
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Horário da postagem: 23/08/2021
