Este documento descreve um teste realizado em juntas de expansão de grande porte ligadas a um sistema de tubulação de 72" conectado a um turboexpansor. Após identificar travamento no sistema, realizou-se manutenção nas juntas de expansão, substituindo folhas danificadas e testando as juntas antes e depois para garantir o correto funcionamento.
Este documento fornece informações sobre inspeção de tanques de armazenamento. Descreve os tipos de tanques, como tanques atmosféricos e de baixa pressão, e detalha os componentes principais como teto fixo, teto flutuante e normas aplicáveis.
1. O documento descreve os diferentes tipos de válvulas de controle, incluindo válvulas de deslocamento linear e rotativo.
2. É detalhado o funcionamento e componentes de válvulas globo convencionais de sede simples e dupla, válvulas globo de três vias, válvulas globo tipo gaiola e válvulas de controle do tipo diafragma e bi-partida.
3. Também são explicados os materiais de construção, características de vazão, dimensionamento, atuadores e a
O documento fornece instruções para operação e manutenção de caldeiras flamotubulares de combustível sólido e líquido. Ele lista procedimentos de partida, parada, operação rotineira e parâmetros de segurança, incluindo verificação de níveis, abertura/fechamento de válvulas, controle de pressão e temperatura, limpeza periódica e registro de dados.
O documento descreve três tipos de válvulas: 1) válvulas de controle de pressão que controlam a pressão ou vazão do fluido, 2) válvulas de bloqueio que permitem ou interrompem o fluxo, e 3) válvulas de estrangulamento que restringem o fluxo de ar para motores.
O documento descreve os principais tipos e riscos associados a caldeiras, equipamentos que produzem vapor sob pressão. Detalha caldeiras flamotubulares e aquatubulares, riscos de explosão, queimaduras e asfixia, e a importância de inspeções regulares para garantir a segurança destes equipamentos.
A nova unidade de preparação de ar da SMC possui filtros e lubrificadores com copos transparentes de duas camadas de policarbonato, tornando-os mais resistentes e permitindo visualização total do elemento filtrante ou nível de óleo. Ela também requer menos espaço para remoção do copo e torna a troca do elemento filtrante mais fácil e rápida.
O documento discute a capacitação de profissionais habilitados para inspeção de vasos de pressão e caldeiras, de acordo com a NR-13. Apresenta as qualificações do palestrante e descreve os requisitos da norma, incluindo escopo de aplicação e atribuições dos profissionais habilitados. Também fornece exemplos de aplicações como caldeiras e inspeções realizadas.
O documento discute caldeiras e vasos de pressão, definindo seus componentes e requisitos de segurança. Ele explica que caldeiras produzem vapor sob pressão e lista itens essenciais para segurança como válvulas, indicadores de pressão e sistemas de alimentação de água. O documento também descreve categorias de caldeiras, inspeções, documentação e requisitos para operadores. Ele define vasos de pressão e lista itens que constituem risco grave como falta de válvulas de segurança ou indicadores de pressão.
Este documento descreve um plano de manutenção para sistemas solares térmicos desenvolvido por Carlos Castanheira. O plano detalha os vários aspectos a serem inspecionados durante a manutenção, incluindo coletores solares, estrutura de suporte, circuito hidráulico, depósito, permutador de calor e outros componentes. Além disso, fornece um formulário de manutenção padrão para registrar os resultados da inspeção e quaisquer ações corretivas tomadas.
O documento apresenta os principais tipos de vasos de pressão e acumuladores, descrevendo suas aplicações, classificações, componentes estruturais, normas de inspeção e segurança. Aborda também torres de destilação e fracionamento, com detalhamento de suas partes e funcionamento.
O relatório descreve a calibração de uma válvula de controle do tipo deslocamento linear realizada por estudantes. Inicialmente, eles verificaram e realizaram manutenção na válvula, apertando parafusos soltos no atuador que estavam causando vazamentos. Em seguida, calibraram a válvula corrigindo erros de zero e faixa usando uma mala de calibração ao invés do equipamento original, e ajustando a tensão da mola e posicionamento da haste.
Este documento discute caldeiras e vasos de pressão, incluindo definições, combustíveis, legislação e normas relevantes, inspeção de segurança, e requisitos para projeto, instalação e operação segura de acordo com a NR-13. O autor é um engenheiro especializado nessas áreas.
O documento discute ventiladores usados em torres de resfriamento em usinas. Ele fornece detalhes sobre como os ventiladores funcionam para resfriar a água e a importância da manutenção para garantir a confiabilidade. A manutenção inclui inspecionar componentes como pás e cubos para desgaste e corrosão e lubrificar engrenagens a cada 1-3 anos. Métricas como taxa de falha e tempo médio entre falhas são usadas para avaliar a confiabilidade.
O documento discute caldeiras e vasos de pressão, definindo seus componentes e requisitos de segurança. Inclui categorias de caldeiras e vasos, documentação necessária, inspeções periódicas e requisitos para operadores.
O documento descreve o histórico e os tipos de caldeiras, incluindo suas partes e aplicações. As caldeiras evoluíram desde a eolipila na Antiguidade até os diversos modelos atuais com diferentes tipos de aquecimento e combustíveis. Existem também caldeiras elétricas e é importante tratar a água para evitar incrustações.
Este documento apresenta as normas de segurança para caldeiras e vasos de pressão de acordo com a Norma Regulamentadora 13. Ele define termos como caldeira, vaso de pressão, pressão máxima de trabalho, inspeções periódicas e requisitos para instalação, operação e manutenção destes equipamentos de forma a garantir a segurança no trabalho.
Pela Brantis, o Gerenciamento de Riscos - Tipos de controles de Segurança par...Alexandre Brantis
ÍNDICE:
Conceitos (alívio e segurança)
Possíveis Causas para o aumento de pressão nos sistemas
Tanque ou Vaso de Pressão
Aplicação de Alívios e Segurança na transferência e armazenagem de líquidos inflamáveis e combustíveis
Alívio em tanques de armazenagem
Válvulas de alívio e de vácuo em tanques
Respiro de emergência, há alternativa técnica ?
Válvula de Alívio e Segurança em Caldeiras, Vasos, Bombas e Compressores
Especificação de válvulas de segurança e alívo
Alívio instantâneo de sobrepressões ou depressões – o Disco de Ruptura
Explosão – prevenção da escalada ou proteção (supressão)
Supressão em ação.
Em tubulações e condutos – uso de corta chamas
E como prevenir as explosões ou incêndios ?
A importância da classificação de áreas
Este documento apresenta uma emenda à Norma PETROBRAS N-108 REV. C, que padroniza os tipos de suspiros e drenos para tubulações e equipamentos industriais da PETROBRAS. As alterações incluem substituições de itens para especificar diâmetros mínimos, materiais e tipos de válvulas permitidos. Também são atualizadas as figuras no anexo que ilustram os arranjos padronizados de suspiros e drenos.
Armazenamento Em Tanques - Estudante do curso INSPETOR DE EQUIPAMENTOSMário Sérgio Mello
O documento discute os tipos e características de tanques de armazenamento. Existem dois tipos principais de tanques cilíndricos: horizontais e verticais. Tanques horizontais são usados para armazenar pequenas quantidades de fluidos leves, enquanto tanques verticais suportam maiores volumes de fluidos mais densos. Além disso, os tanques podem ter diferentes formatos e acessórios de acordo com o tipo de produto armazenado e as necessidades da indústria.
1. O documento estabelece as condições mínimas para inspeção, manutenção e recarga de extintores de incêndio no Brasil.
2. Define os níveis de manutenção recomendados para diferentes situações encontradas em inspeções, como lacres violados ou componentes faltando.
3. Detalha os procedimentos para manutenção de primeiro, segundo e terceiro nível, incluindo limpeza, substituição de peças e ensaios.
O documento descreve o dimensionamento de uma unidade hidráulica para controle de uma prensa destinada a operações de forjamento. É realizado o cálculo dos componentes principais como cilindro, bomba, válvulas e filtros considerando as especificações da prensa e as condições ambientais quentes que dificultam a troca de calor. O sistema é projetado com equipamentos eficientes e sensores para monitoramento conforme conceitos da Indústria 4.0.
O documento discute tubulações industriais, definindo-as como conjuntos de tubos e acessórios. Detalha suas principais aplicações em indústrias, além de normas e códigos, materiais, tipos de ligações, válvulas, desenhos, ejetores e purgadores.
O documento fornece instruções para uma boa instalação de equipamentos de ar condicionado. Ele discute como preparar o local, posicionar corretamente as unidades evaporadora e condensadora respeitando distâncias mínimas, e interligá-las com tubos de cobre e cabos elétricos. Também aborda como realizar a drenagem da água de condensação.
Operacao e manutencao de sistemas de cogeracao1Pedro Amone
Este documento descreve os principais aspectos da operação e manutenção de sistemas de cogeração. Apresenta os objetivos do trabalho, revisão teórica sobre cogeração, fundamentação teórica sobre o funcionamento e manutenção de sistemas de cogeração, com foco em turbinas a gás e trocadores de calor, conclusões e referências bibliográficas.
1) O documento fornece instruções sobre operação, manutenção e inspeção de torres de resfriamento da linha SCT da SEMCO BAC.
2) Inclui detalhes sobre procedimentos de start up, funcionamento, parada sazonal e um programa de manutenção preventiva.
3) Também fornece informações sobre componentes como bacia de água, válvula de reposição, mancais do ventilador, tratamento da água e avisos de segurança.
O documento discute a importância da seleção correta de válvulas em plantas industriais, mencionando que uma seleção incorreta pode resultar em perdas de produção, custos de manutenção e acidentes. Ele fornece orientações sobre fatores que devem ser considerados na seleção, como tipo de fluido, condições de operação e características específicas do sistema. A instalação correta também é importante para o desempenho e vida útil da válvula.
O documento descreve as partes e o funcionamento de um soprador de fuligem rotativo. Ele contém instruções sobre instalação, operação, manutenção e componentes como a lança de sopragem, válvula de admissão de vapor, invólucro, placa frontal e sistema de regulagem de pressão.
1. O documento estabelece as diretrizes técnicas mínimas para projetar e executar instalações prediais de água quente no Brasil.
2. As instalações devem fornecer água quente de forma segura, confortável e econômica aos usuários.
3. O projeto e execução devem ser feitos por profissionais habilitados e seguir normas técnicas brasileiras para garantir qualidade.
Relatório Final - Técnico Em EletrotécnicaDanielD15
O documento descreve o relatório de estágio de um aluno do curso técnico de eletrotécnica. Ele realizou estágio na empresa RHEDE TRANSFORMADORES ELETRICOS DE POTÊNCIA, onde desenvolveu atividades como inspeção, testes e reparo de transformadores. O relatório detalha os processos de recuperação de transformadores, incluindo limpeza, confecção de bobinas, montagem e testes.
Capítulo 2 b equipamentos de troca térmicaJorge Almeida
O documento discute critérios para seleção de trocadores de calor, incluindo desempenho térmico e operacional, manutenção, flexibilidade e custo. Também descreve componentes e tipos de trocadores de calor, com foco em trocadores do tipo casco e tubos.
O documento descreve os principais componentes de uma instalação solar térmica, incluindo captadores solares, acumuladores, trocadores de calor e bombas circuladoras. Os captadores solares devem ter vidro espessura >3 mm, absorvedor de cobre, separação de 2-4 cm, e orifício de ventilação. Os acumuladores armazenam a água quente e devem estratificar a temperatura corretamente. O circuito hidráulico requer tubulações, isolamento e componentes compatíveis com o fluido utilizado.
O documento descreve os principais componentes de uma instalação solar térmica para água quente, incluindo captadores, acumuladores, trocadores de calor e bombas circuladoras. Detalha os requisitos e características desejáveis de cada componente, como materiais, isolamento, resistência e durabilidade.
Este documento apresenta um roteiro em 13 passos para dimensionamento de sistemas de sprinkler, começando pela análise da legislação e do risco do projeto, definindo a área máxima de cobertura dos chuveiros e seu espaçamento, indicando a rede de chuveiros na área a ser protegida, e finalizando com a definição da área de aplicação e densidade de água.
Procedimentos praticos para manutenção de cabine primariajccabral
O documento fornece instruções sobre procedimentos de manutenção preventiva e corretiva para equipamentos elétricos como para-raios, seccionadores, disjuntores, transformadores, cabines e cabos. Detalha verificações e ensaios a serem realizados utilizando instrumentos como ohmímetro, megômetro, TTR e analisador de potência.
Este documento apresenta um resumo sobre trocadores de calor, incluindo: 1) Definição de trocador de calor e seus principais tipos e componentes; 2) Classificação de trocadores de acordo com sua utilização e forma construtiva, incluindo o tipo casco e tubo; 3) Descrição detalhada do trocador de calor de correntes opostas de simples tubo no interior de outro tubo.
Este documento apresenta um resumo sobre trocadores de calor, incluindo: 1) Definição de trocador de calor e seus principais tipos e componentes; 2) Classificação de trocadores de acordo com sua utilização e forma construtiva, destacando o tipo casco e tubo; 3) Descrição do funcionamento de um trocador de calor de correntes opostas de simples tubo no interior de outro tubo.
Este documento apresenta um resumo sobre trocadores de calor, incluindo: 1) Definição de trocador de calor e seus principais tipos e componentes; 2) Classificação de trocadores de acordo com sua utilização e forma construtiva, incluindo o tipo casco e tubo; 3) Descrição detalhada do trocador de calor de correntes opostas de simples tubo no interior de outro tubo.
Semelhante a TESTE PARA IDENTIFICAÇÃO DE TRAVAMENTO, MANUTENÇÃO E ACEITAÇÃO DE JUNTA DE EXPANSÃO DE GRANDE PORTE (20)
TESTE PARA IDENTIFICAÇÃO DE TRAVAMENTO, MANUTENÇÃO E ACEITAÇÃO DE JUNTA DE EXPANSÃO DE GRANDE PORTE
1. Copyright 2012, Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis - IBP
Este Trabalho Técnico foi preparado para apresentação na Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012, realizado no período de 17 a
20 de setembro de 2012, no Rio de Janeiro. Este Trabalho Técnico foi selecionado para apresentação pelo Comitê Técnico do evento,
seguindo as informações contidas no trabalho completo submetido pelo(s) autor(es). Os organizadores não irão traduzir ou corrigir os
textos recebidos. O material conforme, apresentado, não necessariamente reflete as opiniões do Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e
Biocombustíveis, Sócios e Representantes. É de conhecimento e aprovação do(s) autor(es) que este Trabalho Técnico seja publicado
nos Anais da Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012.
______________________________
1
Mestre, Engenheira de Equipamentos - PETROBRAS
2
Engenheiro de Equipamentos– PETROBRAS
3
Consultor Sênior – PETROBRAS
IBP1232_12
TESTE PARA IDENTIFICAÇÃO DE TRAVAMENTO,
MANUTENÇÃO E ACEITAÇÃO DE JUNTA DE EXPANSÃO DE
GRANDE PORTE
Jordana Luiza Barbosa da Costa Veiga, Ricardo Jose Fernandes Lemos2
,
Jorivaldo Medeiros3
Resumo
Sistemas de tubulações ligados a máquinas de grande porte devem possuir grande confiabilidade. Em especial sistemas de
turboexpansor em que tradicionalmente possuem grande diâmetro e trabalham a altas temperaturas (até 760°C) e baixas
pressões (menos que 4 kgf/cm2
). Este trabalho foca na verificação, manutenção e ratificação do correto funcionamento das
juntas de expansão (JE) de um sistema com tubulação de 72”, ligado a um sistema de turboexpansor. Após verificação de
travamento das JE, foi necessário intervenção no sistema para restabelecimento do correto funcionamento, por questões
de prazo, foi realizada apenas manutenção nas juntas de expansão ligadas a este sistema. Estas juntas de expansão foram
testadas antes e pós o recondicionamento ocorrido na manutenção, de forma a garantir o correto funcionamento após a
montagem e comprovar que o travamento do sistema tinha origem nas JE. O presente trabalho apresenta a degradação
observadas nas JE, a manutenção realizada e os resultados dos testes realizados.
Abstract
Piping systems connected to large machines must have high reliability. In particular systems that have traditionally
turboexpander large diameter and operate at high temperatures (up to 760°C) and low pressure (less than 4 kgf/cm2). This
paper focuses on verification, maintenance and ratification of the correct functioning of expansion joints (“JE”) of a
piping system (72" external diameter), connected to a turboexpander system. After verification of “JE´s” locking, it was
necessary to intervene in the system to restore the correct operation, for reasons of delivery, only maintenance was carried
out in the expansion joints connected to this system. These expansion joints were tested before and after the maintenance
to ensure proper operation after installation and verify that the locking system had its origin in “JE”. This paper presents
the degradation observed in JE, maintenance performed and the results of the tests.
1. Introdução
Sistemas de tubulações ligados a máquinas de grande porte devem possuir grande confiabilidade. Em especial
sistemas de turboexpansor em que tradicionalmente possuem grande diâmetro e trabalham a altas temperaturas (até
760°C) e baixas pressões (menos que 4 kgf/cm2
).
Um turboexpansor possui a função de gerar movimento a partir de um diferencial de temperatura grande, não
sendo necessários grandes diferenciais de pressão; e acoplado a um gerador produz energia elétrica. Esta geração tem
função estratégica por permitir que a unidade detentora deste tipo de máquina não dependa totalmente, ou na maioria dos
casos, parcialmente, do fornecimento de energia externo (concessionárias).
O tuboexpansor em uma unidade de refino está instalado junto ao vaso de 3° estágio, que consiste na separação
final de catalisador dos gases oriundos da combustão do coque impregnado de catalisador produzido durante a reação da
carga. Os gases de combustão são quentes e em grande volume. Um duto conduz os gases quentes de combustão até o
turboexpansor. Este duto, chamado de duto de admissão não é adotado de refratário interno para proteção da tubulação
2. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
2
metálica estrutural contra as altas temperaturas, devido a possibilidade de desprendimento e queda de partes do refratário
que poderiam provocar danos às palhetas da máquina.
Assim, de forma a resistir às altas temperaturas e sem a possibilidade de uso de material refratário é necessário o
uso de materiais especiais, tal qual o AISI 304H. Onde a presença de alto teor de carbono confere maior resistência
mecânica mesmo a altas temperaturas. De forma a trabalhar com menor traçado de tubulações apesar do grande diâmetro,
apesar do material empregado ser aço inoxidável e das altas temperaturas, são utilizados nos sistemas de tubulação da
admissão juntas de expansão. O sistema de tubulação consiste, além dos tubos, de duas válvulas do tipo borboleta de
grande porte e de, dependendo da configuração do traçado, de três juntas de expansão.
Pelos itens de tubulação, a confiabilidade do sistema é dependente do controle adequado pela válvula de
controle, pelo rápido fechamento da válvula de bloqueio e pelo correto funcionamento das juntas de expansão.
Este trabalho foca na verificação, manutenção e ratificação do correto funcionamento das juntas de expansão de
um sistema com tubulação de 72”, ligado a um turboexpansor.
2. Turboexpansor
O turboexpansor é uma máquina rotativa que possui valor estratégico, mais que financeiro para as unidades que o
possuem. É uma máquina com capex alto, mas que dada a sua alta disponibilidade e confiabilidade possui pay-back
rápido.
Do ponto de vista mecânico estrutural é uma máquina que requer tubulações e acessórios não comuns, devido
aos grandes diâmetros envolvidos e a confiabilidade necessária para o correto funcionamento da máquina. O controle e a
segurança do sistema são dados por duas válvulas borboletas, uma com a função de controlar o fluxo e outra com a função
de bloqueio em caso de emergência.
As tubulações ligadas a este tipo de equipamento, devido a altas temperaturas de trabalho, precisam de ser de
material com alta resistência à temperatura e por isso são tradicionalmente em AISI 304H (alto teor de carbono), mas este
material possui coeficiente de ditalação térmica alto, e os esforços admissíveis pela carcaça da máquina são normalmente
muito baixos.
Os esforços permitidos em máquinas deste tipo não são limitados pelo API 610 e pelo NEMA SM23, mas
também pelos limites informados pelos fabricantes junto à documentação da máquina.
Uma forma de evitar os esforços muito altos seria a utilização de loops de dilatação térmica de forma que os
esforços sejam baixos na extremidade do sistema apenas com alteração de traçado. Mas isto aumenta muito o traçado o
que provoca perdas de carga além do admitido pelo processo e demandaria muito espaço, dado que estas linhas
normalmente são superiores a 54”. Para evitar que o traçado da linha fique muito grande são introduzidas no sistema
juntas de expansão de grande porte, são juntas de expansão metálicas que tem a função de permitir que a tubulação
expanda por dilatação térmica, mas impondo o mínimo de esforço possível ao bocal do equipamento.
3. Desenvolvimento
O sistema de turboexpansor em estudo, possui no duto de admissão do turbo uma tubulação de 72” com 3
trechos retos, um horizontal superior, onde estão localizadas as válvulas borboletas já descritas na seção 1, um trecho
vertical e um trecho horizontal inferior de ligação com a máquina.
Este sistema possuía quatro juntas de expansão, duas no trecho vertical do tipo cardânicas e duas no trecho
horizontal de entrada na máquina do tipo dobradiça, o sistema sempre foi considerado instável, do ponto de vista teórico,
por possuir quatro juntas onde tradicionalmente existiriam apenas três. Três das quatro juntas de expansão não foram
modificadas desde a instalação do sistema, sendo projeto original de fabricação não brasileira; mas na primeira parada de
manutenção do sistema, há mais de 10 anos, foi verificada a necessidade de instalação de uma nova junta de expansão e
devido ao curto período da parada não foi possível realizar a retirada da junta já instalada, ficando o sistema com quatro
juntas de expansão. O sistema possui temperatura de projeto de 760°C e pressão de projeto de cerca de 3,2 kgf/cm2
. Após
identificação de que a queda na confiabilidade da máquina teve origem nos dutos de admissão, foram investigadas as
causas.
Problema no funcionamento das válvulas foi rapidamente descartado e os esforços foram concentrados na
verificação do correto funcionamento das juntas de expansão. Durante inspeção visual do sistema foram identificados
vazamentos nas juntas de inspeção. Aparentemente, o vazamento tinha origem nos foles da junta, mas a presença da capa
de proteção e fixação do isolamento térmico do fole não permitia a confirmação. Com o sistema desconectado da
máquina, que estava fora de operação, mas sem acesso interno, foi realizado um teste de movimentação a frio no sistema.
O teste, com metodologia já apresentada nesta conferência por Medeiros, Veiga e Veiga (2008), consiste em
movimentar fisicamente o duto do deslocamento previsto em projeto referente a dilatação térmica do trecho e desta forma
3. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
3
verificar interferências que com o movimento vejam a ocorrer, acompanhar a movimentação das juntas de expansão e
registrar o esforço necessário ao teste, de forma a verificar a rigidez real do sistema com a rigidez teórica do sistema
obtida por meio de modelagem em programa de análise de flexibilidade.
Com base nos resultados do teste foi constatado grande esforço necessário para mover o sistema, compatível com
o travamento das juntas de expansão. Foi sugerida a inspeção interna do sistema de forma a verificar se nenhuma parte
interna da junta expansão poderia estar causando o travamento, assim como verificação de possível travamento por
gaulling dos pinos das rótulas. Ambas as verificações foram descartadas com a fácil movimentação do pino e a inspeção
interna que não acusou qualquer interferência, inclusive estando a camisa interna totalmente íntegra. A liberação interna
para inspeção confirmou os danos nos foles, oriundo de condensação ácida ocorrida dentro do duto. O vapor de
emergência e a própria umidade dos gases de combustão com o sistema fechado, desconectado do turbo, mas em
operação, pode ter causado a condensação por perda térmica, formando ácido carbônico devido a presença do CO2 dos
gases de combustão. O fole de material Inconel®
LCF 625, normalmente com pequenas espessuras (cerca de 1,3 mm), não
tem resistência ao ácido ou sobre-espessura de corrosão. Foi sugerida então, a troca das juntas de expansão instaladas no
duto vertical.
As duas JE instaladas na horizontal, uma poderia ser removida sem prejuízo ao sistema e a segunda, com fole
furado, deveria ter o fole substituído por novo de mesmo material. Devido ao curto período de tempo para o retorno a
operação não foi possível substituir as juntas de expansão por novas, mas foi realizada operação de limpeza, manutenção
do hardware e troca dos foles por novos de mesmo material, número de corrugações, altura de corrugação e redução na
espessura do fole devido a introdução do fole duplo (abordado a seguir) das três juntas de expansão.
Com as juntas de expansão removidas do duto e levadas até a fábrica onde seria feita a manutenção e limpeza,
foi realizado teste em fábrica como forma de confirmar a origem da alta rigidez do sistema (travamento das juntas), após
todo o processo de limpeza, manutenção e troca dos foles foi realizado novo teste, como forma de garantir o correto
funcionamento das juntas de expansão, identificar a rigidez real da junta e comparar esta nova rigidez com a teórica
segundo o código de projeto de junta de expansão EJMA (expansion joints manufacturer association).
3.1. Elementos da Junta de Expansão
As juntas de expansão são elementos que devem possuir baixa rigidez para que os movimentos oriundos de
dilatação térmica sejam absorvidos por seu movimento. O elemento que confere baixa rigidez à JE é o fole (Figura 1),
braços do cardan (Figura 2 (a)) e indicadores de movimento (Figura 2 (b)). Além desses a JE´s do tipo cardânica possuem
anéis cardânicos (Figura 3) e anel flutuante (Figura 3).
Figura 1 – Fole
4. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
4
(a) (b)
Figura 2 – (a) Detalhe da passagem da chapa base da rótula (braço de carregamento) e (b) cursos da JE
(a) (b)
Figura 3 – (a)Anéis cardânicos e (b) anéis flutuantes
Todas estas partes sofreram algum tipo de intervenção ou troca durante a manutenção executada.
3.2. Manutenção na Junta de Expansão (JE)
O estado geral da JE antes da manutenção é apresentado na Erro! Fonte de referência não encontrada.. Ela
apresentava diversos sinais de deterioração, conforme pode ser observado na Figura 5. Onde podemos ver o estado
avançado da corrosão, muita sujeira e trincas.
5. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
5
Figura 4 – JE estado geral da JE antes da manutenção
As juntas de expansão tiveram seu projeto alterado durante a manutenção. Onde antes havia apenas um fole,
foram instalados dois, tipo double plies, pois desta forma é possível identificar falha no fole interno e ante-ver a
necessidade de manutenção na junta de expansão antes da falha ou da parada de manutenção. A falha pode ser
identificada pela presença de um manômetro instalado junto com as juntas de expansão (Figura 6), que no caso de falha
do fole interno irá indicar presença de pressão. Na Figura 6 também é possível observar os tirantes de travamento para
transportes, eles serão pitados de amarelo antes do embarque, e deverão ser totalmente removidos antes da entrada em
operação, mas apenas após a devida instalação.
(a) (b)
(c) (d)
Figura 5 – JE com sinais de degradação (a) corrosão, (b) catalisador e corrosão na camisa interna, (c) e (d) trinca
propagada após desmontagem e corte
6. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
6
Figura 6 – JE estado geral da JE antes da manutenção
Os resultados dos testes antes da manutenção confirmaram o travamento da junta de expansão. Após o teste, foi
realizada retirada do fole e limpeza total da junta que apresentava muitos detritos, catalisador compactado e total
degradação do isolamento térmico interno, possíveis causadores do travamento juntamente com interferências observadas
entre os garfos de movimento do hardware. Depois da manutenção, com o fole duplo, foram realizados novos testes que
indicaram compatibilidade de rigidez da junta com os novos valores teóricos pelo EJMA.
(a) (b)
Figura 7 – JE com dejetos
Antes da realização do teste as juntas de expansão tiveram que ser totalmente limpas (Figura 8) devido ao
excesso de poeira oriunda de catalisador impregnado e de uma massa formada com catalisador e umidade, conforme
mostrado na Figura 7.
(a) (b)
Figura 8 – JE (a) em limpeza e (b) após limpeza
7. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
7
O mau funcionamento da JE quando instalada foi associado não só ao travamento pelo impregnamento de
catalisador, mas também com relação aos diversos empenamentos dimensionais e interferências externas encontradas,
apesar da camisa interna estar
No compito geral, a JE teve que ter trocado o fole, a camisa interna e algumas partes do duto que não puderam
ser reaproveitadas pelo excesso de trincas. Os pinos das rótulas tiveram o projeto alterado para inclusão de depósito de
stellite®
para evitar gaulling e diminuir o atrito entre as partes.
(a) (b)
Figura 9 – JE (a) Posicionamento para o teste e (b) dinamômetro posicionado
(a) (b)
Figura 10 – JE em montagem final (a) apenas com fole e (b) sendo instalada a proteção do fole
4. Mecanismo de Teste
O processo do teste, de forma simplificada, consiste na colocação da JE sobre um sistema de sustentação e
posicionamento na vertical. As extremidades da JE são fechadas com um tampo soldado. O dispositivo consiste numa
viga I soldada no tampo superior com um braço de alavanca (Erro! Fonte de referência não encontrada.), correntes,
talha e dinamômetro digital para aquisição da carga. Na condição de carregamento a talha é acionada gradativamente para
que a junta se movimente angularmente a partir da posição neutra. Na condição de descarregamento a talha é aliviada
gradativamente para que a junta se movimente angularmente retornando à posição neutra pela reação de mola da junta.
8. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
8
(a) (b)
Figura 11 – JE (a) antes da manutenção e (b) após a manutenção
(a) (b)
Figura 12 - Junta de Expansão em Posição de Teste. (a) Dispositivo real, (b) Esquema do Dispositivo
Fonte: Medeiros, Veiga e Veiga (2008).
O procedimento de teste é o mesmo já apresentado por Medeiros, Veiga e Veiga (2008), onde pode ser visto com
maiores detalhes. Mas desta vez foi utilizado em JE que passaram por uso e posteriormente após manutenção.
Algumas alterações foram feitas no dispositivo de teste, mas a idéia central permanece. Uma célula de carga ou
dinamômetro deve ser utilizada para medir a carga, é necessário criar um braço de alavanca, o movimento é dado por
correntes, tifor e talha, e é necessária a existência de uma escala de movimento presa a JE.
Foram utilizados dispositivos diferentes para a JE antes da manutenção e após a manutenção, conforme pode ser
visto, respectivamente, na Figura 13 e na Figura 14.
9. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
9
(a) (b)
Figura 13 – JE (a) Posicionamento para o teste na JE antes da manutenção e (b) célula de carga utilizada
(a) (b)
Figura 14 – JE (a) Posicionamento para o teste na JE após manutenção e (b) dinamômetro posicionado
5. Análise e Discussão dos Resultados
Foram avaliadas 3 JE durante a manutenção, os testes realizados ocorreram no recebimento da JE usada e sem
limpeza e após o recondicionamento, e como forma de comparação também é mostrado o resultado teórico pelo EJMA.
O projeto das 3 JE é similar, sendo o projeto e as angulações esperadas em operação e emergência similar. A
Tabela 1 mostra os resultados para a primeira JE do sistema.
Tabela 1 – Resultados teóricos e de testes dos momentos relativos à JE-01
Momento (kgf*m)
Condição Ângulo Novo Teórico Teste Recebimento
Teste Após
Recondicionamento
Projeto 1,5° 1722 1829 1180
Emergência 2,3° 2640 3234 2014
10. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2012
10
A Tabela 2 apresenta os resultados para a JE-02. A JE-01 e a JE-02 são similares construção, sendo ambas do
tipo cardânica.
Tabela 2 – Resultados teóricos e de testes dos momentos relativos à JE-02
Momento (kgf*m)
Condição Ângulo Novo Teórico Teste Recebimento
Teste Após
Recondicionamento
Projeto 1,5° 1722 1829 1380
Emergência 2,3° 2640 2569 3094
A Erro! Auto-referência de indicador não válida. apresenta os resultados da JE-03.
Tabela 3 – Resultados teóricos e de testes dos momentos relativos à JE 03
Momento (kgf*m)
Condição Ângulo Novo Teórico Teste Recebimento
Teste Após
Recondicionamento
Projeto 1,5° 1722 3400 1220
Emergência 2,3° 2640 5800 2229
Como pode ser observado, os valores de momento após a manutenção não só são inferiores aos valores antes da
manutenção, como são inferiores ao teórico calculado pelo EJMA. Isto comprova a eficácia do processo de manutenção
realizado e fornece confiabilidade ao processo. Mostrando-se vantajoso quando a condição de prazo for limitadora ao
fornecimento de nova JE.
6. Conclusões
Depois da manutenção, com o fole duplo, foram realizados novos testes que indicaram compatibilidade de
rigidez da junta com os novos valores teóricos pelo EJMA. Após esta conclusão as juntas de expansão foram liberadas
para instalação e com apenas três juntas o sistema foi novamente testado. Os valores obtidos com o sistema todo instalado
e retirada de uma das juntas de expansão com substituição por trecho de tubo reto foram satisfatórios e compatíveis com
os valores obtidos a partir de modelagem de análise de flexibilidade realizada.
Desta forma, a utilização do teste de movimentação a frio dos dutos de gases de combustão como forma de
verificar sistemas em operação se mostrou bastante satisfatório, assim como o teste de movimentação a frio da junta de
expansão em fábrica antes e depois da manutenção, mostrou-se ferramenta poderosa de confirmação do estado de
degradação que a junta de expansão estava ao chegar à oficina após algumas campanhas em operação, e principalmente,
como verificador do estado final da junta, garantindo a não existência de interferências internas, o correto funcionamento
do harware e a caracterização da nova rigidez real da junta de expansão.
6. Agradecimentos
Oa autores gostariam de agradecer o apoio dado pela Gerência de Equipamentos e pela PETROBRAS para
execução deste trabalho.
8. Referências
API 610. American Petroleum Institute, 2010.
ASME B31.3. American Standard Association, 2010.
EJMA. Standards of the expansion joint manufacturers association. Eighth edition, 2003
NEMA SM 23. Steam turbines for mechanical drive service. 1991.
MEDEIROS, J., VEIGA, J. C., VEIGA, J. L. B. C. Teste de movimentação de junta de expansão de grande porte. Rio Oil
&Gas Conference, n. 2008, 2008.