O golpe de ariete em tubulações de vapor é conhecido como o choque hidráulico que ocorre nas paredes da tubulação quando o movimento do líquido é modificado abruptamente e não é apenas um problema do sistema; é principalmente um problema de segurança, pois pode causar fraturas no sistema, ferimentos ou perda de vidas se resultar em um nível severo de golpe de ariete.
Compreender a natureza e a gravidade do martelo de água em um sistema de vapor e condensado ajuda o gerente da planta:
- A introdução de medidas preventivas na concepção do sistema.
- Arranques do sistema de vapor.
- Programas de manutenção e segurança das instalações.
Infelizmente, uma elevada percentagem (82%) de sistemas de vapor está a sofrer alguma forma de martelo de água. Muitas vezes acredita-se erroneamente que o martelo de água é inevitável e uma parte natural do comportamento do sistema. No entanto, isto é completamente falso. Se o sistema for projetado e operado corretamente, o martelo pneumático na tubulação de vapor não ocorrerá.
Neste contexto, a ideia do presente artigo é abordar a martelo de água em condutas de vapor, causas e efeitos que ocorrem no sistema a fim de alcançar o sucesso avaliação da qualidade do sistema de vapor industrial. Também iremos fornecer algumas recomendações para minimizar este fenómeno nos componentes do sistema.
O martelo de água pode ocorrer em qualquer linha de vapor ou condensado. Os efeitos podem ser ainda mais pronunciados em sistemas heterogêneos ou sistemas de condensados bifásicos.
Os sistemas bifásicos condensados caracterizam-se pelo facto de conterem dois estados, o líquido (condensado) e um vapor que é o produto de uma queda de pressão ou descarga de um colector de vapor, sabendo que o condensado está sujeito a uma temperatura elevada.
A condição de duas fases existe em um sistema de vapor onde o condensado coexiste com o vapor gerado. Exemplos típicos incluem permutadores de calor, tubos de vapor, linhas de retorno de condensado e, por vezes, linhas de descarga da bomba.
Então como reconhecer a presença de martelo de água? A presença de martelo de água nos tubos de vapor é quando as velocidades da água e do vapor são destruídas pelo impacto, causando um ruído de rebentamento acompanhado pelo movimento da tubulação. Outra forma de o descobrir é com o uso de ultra-sons.
Um exemplo diário deste fenómeno é para quem viveu numa casa velha e está familiarizado com a "explosão" que ecoa através dos canos quando uma torneira de água é fechada de repente. Você está na presença de um martelo de água.
É importante saber que muitas vezes o colapso da bolha cria um choque térmico que não é ouvido pelo operador. Mas, podem estar ocorrendo danos aos componentes de vapor e condensado ou melhor, golpes de aríete na tubulação de vapor. É por isso que é tão importante inspecionar e alcançar o economia de energia em sistemas de vapor com o uso de ultra-som.
O som contínuo ou audível que acompanha o martelo pneumático na tubulação de vapor deve ser interpretado como o sistema de vapor tentando se comunicar com o pessoal responsável da planta. Este ruído audível deve ser interpretado como um sinal de alarme de que algo está errado no sistema e precisa de ser corrigido.
Tipos de golpes de aríete em condutas de vapor:
- Martelo de água de fluxo a vapor: É um evento de impacto, onde um saco de água em movimento rápido atinge um objecto estacionário (por exemplo, uma válvula). A troca de impulso cria uma pressão de algumas centenas de psi na área de impacto.
- Martelo de água induzido por condensaçãoé o mais poderoso dos dois tipos. É um evento de condensação rápida que ocorre quando uma bolsa de vapor, estando totalmente rodeada por condensado mais frio, desaba em estado líquido.
Dependendo das pressões e temperaturas envolvidas, a redução do volume pode ser de várias centenas a mais de mil, e o vácuo de baixa pressão resultante permite que o condensado pressurizado circundante entre rapidamente, resultando em uma colisão tremenda.
Os locais comuns para procurar os dois tipos de martelos a água são linhas de vapor, linhas de vapor e serpentinas de aquecimento de ar.
Se não forem controlados, ambos os tipos de golpe de aríete terão os mesmos resultados: danos nas tubagens, acessórios e válvulas, provocando fugas e reduzindo a vida útil do sistema de vapor.
Causas dos golpes de aríete nas condutas de vapor:
- Choque hidráulico durante o arranque e paragem da bomba
- Choque térmico, quando o vapor colapsa, a água é acelerada no vácuo e o condensado precipita-se na tubulação causando choque térmico.
- Choque de fluxo, devido à falta de drenagem adequada antes de uma válvula de isolamento da linha de vapor ou de uma válvula de controle de vapor.
- Choque diferencial, que ocorre em sistemas bifásicos, quando vapor e condensado fluem na mesma linha, mas a velocidades diferentes.
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Qualidade do Vapor Industrial: Critérios a ter em conta
