Flange Cega de Titânio Marinho para Serviço Offshore

Flange Cega de Titânio para Serviço Offshore

Uma flange cega é a peça mais simples em um sistema de tubulação marinha e muitas vezes é a que decide se um desligamento permanece planejado. Ela não tem furo para soldar e nem cubo para alinhar, então as únicas coisas que podem falhar são a face de vedação, os parafusos e o próprio material. Em água salgada, todos os três se comportam de maneira diferente de uma instalação de aço carbono, e as diferenças começam com o fato de que o mar não é um único ambiente: a zona de respingo, o casco permanentemente imerso e a linha de lama atacam uma flange de maneiras diferentes.

Quatro Zonas, Quatro Problemas Diferentes

O titânio não precisa de revestimento em nenhuma dessas zonas, e isso faz parte de seu valor offshore, pois um revestimento que falha na zona de respingo se torna uma célula de corrosão em vez de uma barreira. O que o titânio precisa é de uma fresta limpa e uma conexão galvânica controlada, e esses dois itens são o assunto da maior parte do detalhe prático abaixo.

Onde o Titânio Para de Ser Imune

A água do mar ambiente é quase inofensiva para o titânio comercialmente puro. O filme de óxido se reforma mais rápido do que os cloretos podem quebrá-lo, e não há pites mesmo após anos de imersão. A exposição que pega as pessoas de surpresa é a fresta apertada: sob uma junta, atrás de um encaixe, entre duas faces aparafusadas que não estão vedadas. Dentro dessa lacuna, o oxigênio é consumido e o pH cai, e acima de aproximadamente 70 a 80 C, a fresta pode se tornar ativa mesmo em Gr2. Uma flange que fica em um ramal de água do mar quente, um retorno de água de jaqueta ou a saída de um trocador de calor é exatamente o caso, e lá Gr7 com 0,2% de paládio é a resposta segura.

A bioincrustação é um problema diferente. Cracas e mexilhões não corroem o titânio, mas reduzem a área de fluxo, adicionam peso e criam bolsões de água estagnada, e podem esconder uma junta com vazamento até que o vazamento seja grande. A cloração usada para controlar a incrustação também é inofensiva para o titânio, que é mais um motivo pelo qual o material é escolhido para sistemas de água do mar onde ligas de cobre seriam atacadas pelo próprio tratamento.

Proteção Catódica e Hidrogênio

O titânio é normalmente o cátodo em um par galvânico de água do mar, o que significa que o aço ao lado dele se torna o ânodo e o titânio é protegido em vez de danificado. Isso é útil até que a proteção seja exagerada. Se o potencial for levado muito mais negativo do que o necessário, o hidrogênio é gerado na superfície do titânio e pode ser absorvido como hidreto, o que fragiliza o metal, particularmente em temperaturas mais altas e em frestas apertadas. Na prática, a proteção é projetada para o aço, as peças de titânio são eletricamente isoladas onde importa, e a flange não é usada como caminho de ânodo para o sistema do casco.

Onde uma flange de titânio se conecta diretamente a uma flange de aço, uma junta dielétrica e luvas isolantes mantêm o par galvânico fora da junta. Onde se conecta a outra flange de titânio, o isolamento é desnecessário, mas uma arruela ainda protege o pino de aço da atmosfera salgada. Parafusos mistos são comuns offshore e são aceitáveis, desde que as áreas de ânodo e cátodo sejam compreendidas em vez de acidentais.

Seleção de Flange Cega por Serviço

A tampa temporária merece um aviso. Uma cega cortada de chapa para um teste hidrostático não é uma cega B16.5 e não é classificada para a classe estampada na flange de acoplamento. É aceitável para um teste de pressão curto a uma pressão definida com um supervisor competente, e não é aceitável como fechamento permanente, pois a espessura e a rastreabilidade do material estão fora do padrão.

Faces e Juntas em Água Salgada

Uma face elevada com uma junta espiral é o padrão de trabalho. A face é usinada para 3,2 a 6,3 micrômetros Ra e verificada quanto à planicidade, pois uma junta que não assenta uniformemente deixa uma fresta de um lado, e a fresta é o local de corrosão. Faces de anel de junta são usadas em alta classe onde um anel de metal pode suportar a carga de assentamento, e elas exigem um canal que esteja limpo e sem danos; um arranhão em um canal de anel é um caminho de vazamento que nenhuma quantidade de torque fechará.

Parafusos Offshore

Pinos de aço em uma atmosfera salgada corroem primeiro nas roscas, então a montagem perde pré-carga antes de perder resistência. Pinos de titânio resolvem o problema de corrosão e introduzem emperramento, razão pela qual um composto anti-engripante à base de níquel é prática padrão em roscas de titânio. Qualquer que seja o material do pino, a junta é reapertada após o primeiro ciclo térmico e inspecionada em cada janela de manutenção, e o valor de torque é registrado para que a próxima equipe aperte a mesma junta da mesma maneira.

Peso, Manuseio e Acesso

A 4,51 gramas por centímetro cúbico, o titânio tem cerca de 57% da densidade do aço, e em uma flange cega essa diferença é sentida na ponta de uma chave em um espaço confinado. Uma cega mais leve é mais fácil de posicionar, precisa de menos suporte temporário e reduz a carga no bico. Para tamanhos grandes, a vantagem é menor, pois a cega é espessa e os parafusos dominam o peso, então pontos de manuseio e olhais de içamento valem a pena especificar no estágio de pedido em vez de improvisar no convés.

Inspeção e Rastreabilidade

Cada lote é identificado por PMI, a face de vedação é verificada por PT após a usinagem, e seções mais pesadas são examinadas por UT. Dimensões, acabamento da face, espaçamento dos furos dos parafusos e espessura são registrados em relação à B16.5, e um certificado 3.1 para EN 10204 liga a flange acabada ao seu número de lote e aos seus resultados de teste mecânico. Projetos offshore geralmente adicionam uma folha de dados do material e um relatório dimensional a esse pacote, e é mais barato acordar a lista de documentos na consulta do que produzi-la após as mercadorias serem embaladas.

Pedido de uma Flange Cega Marinha

Indique o padrão e a classe, o tamanho, a face, o grau e o serviço: por exemplo, ASME B16.5 cega, NPS 6, Classe 300, face elevada, Gr7, água do mar a 85 C. Adicione o material dos parafusos, o requisito de isolamento, o teste e o pacote de documentos. Onde a flange ficará imersa por anos, diga isso, pois a imersão altera o grau recomendado e o acabamento da superfície, e essas duas decisões são muito mais baratas de serem tomadas na cotação do que no cais.

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